アイスランドの地質

アイスランドの地質は独特で、地質学者にとって特に興味深いものです。アイスランドはユーラシアプレートと北アメリカプレートの境界に位置し、またホットスポットであるアイスランド・プルームの上にあります。このプルームはアイスランド自体の形成を引き起こしたと考えられており、島は1600万年から1800万年前に初めて海面に現れました。^{[1] [2]その結果、島は繰り返される}火山活動と間欠泉などの地熱現象を特徴としています。

1783年のラキ火山の噴火は大きな被害と人命損失をもたらし、飢饉で島の人口の約25%が死亡し^{[3] 、}二酸化硫黄が北半球に噴出したことで地球全体の気温が低下しました。これによりヨーロッパでは農作物の不作が起こり、インドでは干ばつが起こった可能性があります。この噴火により世界中で600万人以上が死亡したと推定されています。^[4]

1963年から1967年にかけて、火山の噴火により南西海岸沖に 新しいスルツェイ島が誕生しました。

アイスランドは大西洋中央海嶺の上に位置している。科学者の中には、アイスランドの下にあるホットスポットが超大陸パンゲアの分裂とそれに続く北大西洋の形成に寄与した可能性があると考える者もいる。このホットスポットから生じた火成岩は、5700万～5300万年前（「Ma」）に発生した大西洋中央海嶺の両側で発見されており、その頃は北米とユーラシアが分離し、北東大西洋で海底の拡大が始まった。^[5]地質学者は、北大西洋地域全体の火成岩を調べることで、アイスランドのホットスポットに対するプレートの動きを判定できる。これが可能なのは、ホットスポットの火山活動に起因する特定の岩石が、アイスランドのホットスポットが残した火山の痕跡と解釈できるためである。^[5]ホットスポットが静止していると仮定して、地質学者は「ホットスポット参照フレーム」と呼ばれるものを使用して、プレートの動きの推定値を集め、静止したホットスポットを基準とした地球表面のプレートの動きの地図を作成します。

プレート運動の研究者のほとんどは、アイスランドのホットスポットがおそらく一時期グリーンランドの下にあったことに同意している。北大西洋が広がり続けるにつれて、グリーンランドはアイスランドのホットスポットの南東に位置し、7000万～4000万年前にその上を移動した可能性がある。 ^[6]世界中のホットスポット参照フレームから収集された新しいプレート運動データを使用した一部の研究では、アイスランドのホットスポットの経路が以前の調査から推定されたものとは異なることが示唆されている。西側のエリア全体に位置する多くの古い岩石（7500万～7000万年前）は、仮定されているアイスランドのホットスポットの経路の近くにあるだけでなく、ホットスポットの火山活動にも起因する。これは、アイスランドのホットスポットが、現在の北東大西洋の最北端にある地域の最も初期のリフトよりもずっと古い可能性があることを意味している。もしこれが真実ならば、北大西洋の地殻変動の多くは、アイスランドのホットスポットを支えるマントルプルームの直接的な影響ではなく、地殻の薄化と隆起によって引き起こされた可能性が高い。 ^[5]

アイスランドホットスポットの経路に関する他の科学的研究では、カナダ（前述の古い火成岩が存在する）に向かう西向きの経路は検出されておらず、これは北大西洋で見つかった古い火成岩がホットスポットから発生したものではない可能性があることを意味しています。^{[6] [7]}アイスランドホットスポットの正確な経路は議論されていますが、グリーンランド上の地熱流束などの圧倒的多数の地球物理学的証拠は、ホットスポットが約8000万～5000万年前にグリーンランドの下に移動した可能性が高いことを示しています。^[7]

約6000万～5000万年前、ホットスポットがグリーンランド東海岸と大西洋中央海嶺の近くにあった頃、おそらくアイスランドホットスポットによって発生した火山活動によってユーラシア大陸と北米大陸がつながり、大陸が広がる間に大陸間の陸橋が形成された。この地形はグリーンランド・スコットランド横断海嶺として知られ、現在は海面下にある。 ^[8]約3600万年前、アイスランドホットスポットは海洋地殻と完全に接触し、大西洋中央海嶺の一部に栄養を与えた可能性があり、これが現在のアイスランドの東西に位置する最古の岩石を形成し続けた。現在のアイスランドにある最古の地表岩石は1650万年前のものである。^{[5] [8]}

ほとんどの科学者はアイスランドがマントルプルームと接触しており、大西洋中央海嶺によって活発に分割されていると信じているが、他の地震学的および地球物理学的証拠は、前述のマントルプルーム/ホットスポットの仮説に疑問を投げかけている。一部の地質学者は、アイスランドを取り囲むリソスフェアを通る海底熱流は、プルームの影響を受けない通常の海洋リソスフェア熱流から逸脱していないため、アイスランドの下にマントルプルームが存在することを示す決定的な証拠は十分ではないと考えている。 ^[9]この冷たい地殻仮説は、アイスランドが熱いマントルプルームの上にあるという考えに真っ向から反対する。追加の証拠は、アイスランドの下で生成される地震波が、仮説上のマントルプルーム付近の他の地震調査に基づいて予測されたようには動作しないことを示しています。^[10]アイスランドは陸上で海底の拡大を観察できる数少ない場所の一つであり、マントルプルームの証拠もあるため、アイスランドの地質学史は今後も人気のある研究分野であり続けるだろう。

• 氷河の範囲
• ヌナタクと氷のない地域
• 間氷期
• トゥヤスと氷底火山活動

アイスランドの活動的な完新世火山系の地図。その他の陰影表示は以下のとおりです。  カルデラ、  中央火山と  亀裂群集、  標高1,100メートル（3,600フィート）以上の氷河下地域、および  地震活動が活発な地域。画像をクリックするとウィンドウ全体に拡大され、マウスオーバーで詳細を表示できます。

• 植生回復
• 火山活動の増加
• 土壌形成
• 等方性反発
• 完新世堆積物
• 海岸侵食

• ソレアイト火山群
• アルカリ火山系列
• ハイアロクラスタイト
• 火山灰と火山灰

• 堤防
• 敷居
• プルトン

アイスランドの堆積岩の珍しい例の1つは、アイスランド北部のティヨルネス半島に存在する海洋および非海洋堆積物の層です。これらの鮮新世および後期更新世の堆積物はシルトと砂岩で構成されており、下層には化石が保存されています。^[11]ティヨルネス層で見つかった主な化石の種類は、海洋軟体動物の殻と植物の残骸（褐炭）です。

• 植生の変化
• 過去の気候
• 地層の起源
• 化石の保存

アイスランドの地殻構造は、地震や火山活動が活発なさまざまな中心地によって特徴づけられる。アイスランドは、南側で大西洋中央海嶺のレイキャネス海嶺セグメントに、北側でコルベインセイ海嶺に接している。アイスランド南部の地溝帯は、2つの主要な平行地溝帯に集中している。アイスランド南西部のレイキャネス半島地溝帯は、レイキャネス海嶺の陸側延長であり、西部火山帯 (WVZ)につながっている。より活動的な東部火山帯 (EVZ) は地溝のジャンプを表しているが、主要な地溝帯活動の東方向への伝播がどのように起こったかは不明である。^[12] WVZとEVZのずれは、地震活動が活発な南アイスランド地震帯によって吸収されている。 EVZ は北に向かって、クラプラ火山を含む北部火山帯 (NVZ)に移行します。NVZ は、地震と地殻変動のもう一つの主要中心地で あるティョルネス断裂帯によってコルベインゼー海嶺とつながっています。

リフトゾーンの活火山活動に関連して、高温地熱地帯があります。これらはマグマの侵入によって発生し、深さ2km以上の場所で約200～300℃（392～572℉）の温度と関連しています。一方、リフトゾーンの外側、特に北アメリカプレートでは、マントルからの一般的な熱流の局所的な乱れに関連する低温地熱地帯が見つかり、深さ2kmで150℃（302℉）未満の温度となっています。^[13]

火山活動は活発に続いており、最近の例としては、約800年間の活動休止の後、2020年以降レイキャネス半島で火山活動と地震活動が発生している。 2021年3月19日のファグラダルスフィヤル火山の噴火後、ナショナルジオグラフィックの専門家は、これが「数十年にわたる火山活動の始まりとなる可能性がある」と予測した。^{[14] 2023年7月には}リトゥリ・フルトゥル山頂付近で割れ目噴火が発生し、^{[15] 2023年10月には地震が発生し、}グリンダヴィークの町の避難につながった。その後、 2023年12月18日にエルドヴォルプ・スヴァルツェンギ地域で新たな割れ目噴火が発生し、2024年も活動が続いている。^[16]

アイスランドの大規模な氷河集水域の地図 (白い輪郭の薄い灰色の陰影)。地図をクリックして拡大すると、マウスオーバーが可能になり、個々の集水域を識別できるようになります。

アイスランドの氷河の歴史は330万年前に始まり、環境条件の劇的な変化を示しました。^[17]氷河はアイスランドの約11％を覆っています。その中で最大のものはヴァトナヨークトルです。アイスランドの氷河は過去100年間で全体的に後退しています。ヴァトナヨークトルは気候変動に対して最も敏感な氷河の1つと言われており^[18]、体積の10％も失われています。^[19]

多くの氷河は活火山の上にあるため、氷河下の噴火は、氷河の融解水によって生じる突然の洪水（ヨークルフロイプ）による危険をもたらす可能性がある。もう一つの氷河下の火山災害は、マグマ水蒸気噴火である。アイスランドの場合、このタイプの噴火は、ヨーロッパに移動して航空交通を混乱させる大量の火山灰の噴煙の原因となっている。^[20]歴史的に、これらの爆発的な噴火は、酸性雨や気象パターンの大幅な変化など、人類の文明に他の影響も及ぼしてきた。^{[18]ヴァトナヨークトル氷冠の下にある主要な氷河下の火山である} グリムスヴォトンは、このタイプの噴火を起こしやすい。^[21]

アイスランドの氷で覆われた火山台地には、すべて独特のサージ型氷河があり、最もよく研​​究されているのは、ブルアルヨークトル、エイヤバッカヨークトル、ムーラヨークトルです。サージ型氷河は、世界中の氷河の 1% 未満を占め、寒冷な海洋低気圧を伴う狭い気候帯に分布しています。これらの氷河は、2 段階の発達を示します。

1. 小規模な季節の前進と後退を伴う長い静穏期間、
2. 数か月から数年にわたって続く突然の急速な進行。

記録に残る史上最大の氷河隆起の一つは1963年から1964年にかけて発生し、ブルアルヨークトル氷河は約3か月の間に9km（5.6マイル）前進した。氷河の氷は1日あたり120メートル（390フィート）前進し、3,400万立方メートルの氷と岩石を移動させた。^[22]

研究者たちは、氷河の安定性と、これらの氷河急上昇イベントの閾値挙動を解明しようと取り組んでいる。メカニズムはまだ十分に解明されていないが、急上昇の頻度は、気候サイクル、基底水文学、火山噴火、ヨークルフラウプと関連している可能性がある。^[22]このような急速な動きを可能にする氷河氷の基底と氷河下堆積物との間の氷河構造相互作用を解明するための研究が行われてきた。2006年に提案されたモデルは、細粒基底堆積物中の高間隙水圧のために、ブルーアルヨークトルのような急上昇氷河は、強い地層学的コントラスト（氷河下堆積物と不浸透性の玄武岩の岩盤）に沿って氷河下堆積物の下で分離することを示唆している。これらの構造モデルを生成されたモレーン生成物と結び付けることは、これらの複雑な氷河システムのダイナミクスを理解する上で有用であることが証明されている。^[23]

地球規模のプレート運動モデルによると、アイスランドの地溝帯は年間約1.8～1.9cm（0.71～0.75インチ）の速度で拡大しているとのことです。^[24]アイスランドの陸地の移動と変形には、プレート境界の拡大、活火山活動、地震活動、氷河活動など、いくつかのプロセスが関係しています。時間の経過とともに、これらの力の結果として新しいプレート境界が形成され、新しいマイクロテクトニックプレートが形成される可能性があると考えられています。^[17]

プレートの裂け目、つまり拡大の速度は島全体で異なりますが、一般的には火山活動が活発な地域の近くで最も大きくなります。したがって、アイスランドの火山活動は、各地域の地殻拡大の量と関連している可能性があります。これらの区別により、古くてあまり活発でない火山活動の地域が​​、より新しい活動の地域によって分割されていることがわかり、活発な裂け目帯の位置と傾向が明らかになります。アイスランドでは地震活動率が高く、ほとんどの地震はこれらのゾーンまたはその近くで記録されており、活火山と拡大境界の動きと相関しており、トランスフォーム断層系として表現されることがよくあります。^[17]一般的に、最も重大な地震は、南アイスランド地震帯とチョルネス断層帯のトランスフォームゾーン、および火山活動が活発な中央火山で発生します。^[17]

アイスランドの氷河作用は、侵食パターン、火山地形の形成、地殻の動きに大きな影響を与えています。1890 年代以降、氷河系の後退に対する反応として氷河アイソスタシー調整が行われ、年間数ミリメートルの水平方向の変位が見られます。垂直方向の反発ははるかに大きく、氷河が薄くなると、約 30 ミリメートル/年の垂直方向の動きが生じます。長期間の監視により、氷河が枯渇し続けるにつれて、アイスランドの垂直方向の動きの速度が増加していることが示唆されています。^[17]

アイスランドの森林破壊は、人間の影響と気候の結果である。^[25] 7世紀に島に人が定住して以来、天然の森林と林地は燃料と木材のために伐採されてきた。^[25]定住時には豊かな環境があったが、それは脆弱であった。継続的な伐採と資源開発の結果、国土のわずか1.9％が森林または林地であり、ほとんどが小さな白樺と柳で構成されている。^{[25] [26]}アイスランド林業局を通じて、国の森林を改善するプロジェクトが行われてきた。^{[25] [26]}

土壌浸食はアイスランドにとって大きな環境悪化問題であり、国土の39％が広範囲にわたる土壌浸食に見舞われている。^[27]アイスランドの森林地帯は燃料や木材として利用されており、集落が拡大するにつれて家畜の頭数が増加し、農業が拡大した。^[26]多くの自然的および人為的原因により、アイスランドは草、苔、松や樺などの短くて細い木々で構成された希少な景観となっている。^[26]植生が不足しているため、土壌は風化や火山活動や地滑りなどの自然災害に対して脆弱になっている。^{[27] [25]}アイスランドの寒冷な気候は植物の成長を遅らせ、土壌を強風の影響を受けやすくしている。^[25]土壌浸食、および土地の劣化全般は、生物多様性と周囲の生態系の健全性を低下させる。^[25]

アイスランド政府と国民は、多くの土壌修復プロジェクトに取り組んできました。1909年にアイスランド土壌保全局（SCS）が設立され、生態系修復プロジェクトに取り組んでいます。^{[27] [25]} 2007年には、地元の地主や農民に自生の白樺や柳を土地に植えるよう奨励するヘクルスコガルプロジェクトが組織されました。 ^[28] 2010年までに、全国の小さな入り江に230万本以上の苗木が植えられました。^[28]

土壌浸食率は過放牧によっても増加します。羊はアイスランドの主要な家畜の一つであり、何世紀にもわたってそこに生息してきました。^[25]この間、羊は在来植物を食い荒らし、羊の個体数が増えるにつれて地元の資源を使い果たし始めました。^[25]予防策の欠如により、国内の複数の地域で過放牧が発生しました。過放牧と土地開発によって引き起こされる土地劣化の根強い問題は、依然として差し迫った懸念事項です。^[25]

• 地熱エネルギーの利用
• ラキ火山の噴火
• ヨークルラウプ
• フッ素症
• 2008年アイスランド地震

ウィキメディア・コモンズには、アイスランドの地質学に関連するメディアがあります。

• 地図と説明写真 2021-06-23にユニオンカレッジのWayback Machineにアーカイブされました
• Trønnes, RG 2002: フィールド トリップ: はじめに。アイスランドの地質と地球力学。S. Planke (編) アイスランド 2002 – 石油地質学フィールド トリップ ガイド、Statoil Faroes Licence Groups 向けに Volcanic Basin Petroleum Research、Nordic Volcanological Institute、アイスランド国立エネルギー庁が作成、p. 23-43。2021-04-21 にWayback Machineでアーカイブ済み
• トール・ソーダルソン。アイスランドの地質学概要。チャップマン会議 2012 2016-03-27 にWayback Machineでアーカイブ
• Bamlett M. および JF Potter (1994)「アイスランド」。地質学者協会ガイド No.52、Wayback Machineに 2021-04-17 にアーカイブ。
• アイスランドの地質、特に火山について、地質学者グロ・ビルケフェルト・モラー・ペデルセン氏にインタビューしました。