ヨセミテ地域の地質

ヨセミテ地域の露出した地質は、主に 花崗岩で、さらに古い変成岩も含まれています。最初の岩石は先カンブリア時代に堆積しました。当時、ヨセミテ国立公園の周辺地域は非常に若い北米大陸の端に位置していました。この地域を形成した堆積物は、まず浅い海の水に沈殿し、中期古生代に沈み込み帯からの圧縮力によって海底の岩石と堆積物が融合し、大陸に付着しました。沈み込みによって発生した熱によって島弧の火山が形成され、これも公園地域に押し込まれました。その後、この地域の火成岩と堆積岩は大幅に変成されました。

現在公園内に露出している岩石のほとんどは花崗岩で、2億1000万年から8000万年前に地表から6マイル（10 km）下の火成岩ダイアピルとして形成されたものです。時が経つにつれ、その上にある岩石のほとんどはシエラネバダ山脈の残りの部分とともに隆起し、浸食によってその地域から取り除かれました。これにより、花崗岩ははるかに低い圧力にさらされ、また、剥離や土砂崩れという形で浸食を受けました。

約 300 万年前に始まった一連の氷河作用により、浸食が加速し、この地域はさらに変化しました。その間、大規模な氷河が定期的に谷や峡谷を埋めました。この地域では約 12,000 年前に終了した最終氷河期の終わり以来、地滑りと河川浸食が主な浸食要因となっています。

公園のエリアは、先カンブリア時代から古生代初期にかけて、非活動的な大陸棚（現在のアメリカ合衆国の東海岸に類似）にまたがっていました。大陸起源の堆積物は浅瀬に堆積しました。こうして生成された石灰岩、砂岩、頁岩は、その後、大理石、珪岩、粘板岩に変成されました。これらの岩は現在、公園の北部と中央部に孤立したペンダント状に露出しています（エミグラント・ウィルダネスのスノー・レイク・ペンダントが良い例です）。

中期古生代から初期中生代にかけて、プレートの収束境界により、多くの海底堆積物が公園のエリアに運ばれました (おそらくアントラー造山運動の時期)。沈み込みによって発生した熱により、後期デボン紀からペルム紀の間に、ローレンシア(原北アメリカ)の西海岸に島弧の火山が形成されました。これらの岩石は三畳紀中期までに原北アメリカに取り込まれ、その一部は公園のエリアにたどり着きました。これらの火成岩と堆積岩のほとんどは、それ以来、激しく変成され、隆起し、浸食されました。その結果生じたシューフライ岩群(片岩と片麻岩でできた) と新しいカラベラス岩群 (塩基性包有物を含む頁岩、シルト岩、チャートの混合物) の露頭が現在、公園の西側で見られます。

ジュラ紀後期の火山活動が侵入し、これらの岩石を覆った。これはおそらくシエラネバダバソリス形成の初期段階に関連するマグマ活動であった。これらの岩石の 95% は隆起による加速侵食によって最終的に除去された。残りの岩石のほとんどは、東部変成帯で「ルーフペンダント」として露出している。ダナ山とギブス山はこれらの変成火山岩でできている。ヨセミテ国立公園で露出している岩石のわずか 5% が変成岩である。^[1]

地域的な深成岩活動の第一段階は、2億1000万年前の三畳紀後期に始まり、ジュラ紀を通じて約1億5000万年前まで続きました。また、1億5000万年前には、北アメリカプレートの西方移動速度の増加も始まりました。その結果生じた造山運動は、地質学者によってネバダ造山運動と呼ばれています。その結果生じたネバダ山脈（祖先シエラネバダ山脈とも呼ばれる）は、高さ15,000フィート（4500メートル）で、海底とメランジュの区画で構成されていました。

これらの岩石は後に変成され、今日ではカリフォルニア州のマザーロードカントリーの金を含む変成帯で見ることができます。公園のエリアでは、これらの岩石はマーセド川と州道 140 号線に沿って露出しています。これはシエラネバダバソリスの形成に直接関与しており、結果として生じた岩石は主に花崗岩で構成され、地表から約 6 マイル (10 km) 下に堆積しました。

2 番目に大きなプルトンの堆積期は、白亜紀の約 1 億 2000 万年前から 8000 万年前まで続きました。これはセビア造山運動の一部でした。公園内では合計 50 以上のプルトンが発見されています。数マイル (数 km) の物質が浸食され、2500 万年前までにネバダ山脈は高さ数百フィート (数十メートル) の長い一連の丘陵として残りました。

2000万年前に始まり、500万年前まで続いたカスケード山脈の火山の現在は消滅した延長部が噴火し、その地域に大量の火成物質をもたらしました。これらの火成堆積物はヨセミテ地域の北の地域を覆いました。この活動に関連する溶岩の一部はトゥオルミのグランドキャニオンに流れ込み、リトルデビルズポストパイル（近くのデビルズポストパイル国定公園にある柱状の玄武岩の柵の小さいがはるかに古いバージョン）を形成しました。

新生代後期には、公園地域の東側で大規模な火山活動が起こりました。ヨセミテ地域では、グランドキャニオンのトゥオルミの北に安山岩の溶岩流とラハールが流れ、マウント・ダナの斜面の断層から火山岩脈と火山栓が形成されました。また、3,000 万年前にヨセミテ地域の北部を覆っていた大量の流紋岩の灰の証拠もあります。この灰とそれ以降の灰の堆積物は、ほぼ完全に浸食されてしまいました (特に氷河期中)。

火山活動は、現在の公園境界の東、モノ湖とロングバレー地域で 500 万年前から続いています。最も重要な活動は、約 70 万年前に形成されたロングバレー カルデラで、 1980 年のセントヘレンズ山の噴火の約 600 倍の量の物質が噴出しました。最も最近の活動は、4 万年前から 600 年前にかけての モノ インヨ クレーターの噴火です。

1000万年前、シエラ断層に沿った垂直運動により、シエラネバダ山脈が隆起し始めました。^[2]その後のシエラブロックの傾斜と、その結果生じたシエラネバダ山脈の隆起の加速により、西に流れる川の勾配が増加しました。その結果、川の流れが速くなり、谷をより速く削りました。支流はシエラ山脈とほぼ一直線に流れていたため、勾配の増加はありませんでした。そのため、谷の削り取り速度は大幅に影響を受けませんでした。その結果、支流が本流と合流する場所には懸垂谷と滝ができました。東に主要な断層が発生し、特にベイスン・アンド・レンジに関連する伸張力によってオーエンズ渓谷が形成されたときに、さらなる隆起が発生しました。シエラネバダ山脈の隆起は、約200万年前の更新世に再び加速しました。しかし、ヨセミテ渓谷は、地質学者ジョサイア・ホイットニーが示唆したように、小川や断層によって形成されたものではなく、地溝谷を形成したものではありません。ヨセミテ渓谷は氷河によって形作られており、地溝谷と混同されやすいのです。(地溝谷の例としては、カリフォルニア州のデスバレーが挙げられます)

隆起と侵食の増加により、この地域の花崗岩が表面圧力にさらされ、剥離（公園内の多くの花崗岩ドームの丸い形状の原因）と、固化した深成岩中の多数の破砕節理面（特に垂直の割れ目）に沿った質量減少が起こりました。更新世の氷河によりこのプロセスがさらに加速され、より大きな氷河が谷底から 生じた崖錐と堆積物を運びました。

多数の垂直な節理面が、侵食が起こる場所と速度を制御しました。これらの長く直線的で非常に深い亀裂のほとんどは、北東または北西方向に伸びており、平行で、多くの場合は等間隔の集合を形成します。これらは、隆起に関連する圧力の解放と、侵食による上部の岩の荷重除去によって形成されました。たとえば、ヨセミテ渓谷の拡張の大部分は、節理によって制御された岩石崩落によるものでした。実際、渓谷の拡張の10％と掘削の12％のみが氷河作用の結果であると考えられています。^{[3]比較的節理のない大きな花崗岩の塊は、}ハーフドームなどのドームや、高さ3,604フィート（1,098メートル）のエルキャピタンなどの一枚岩を形成します。狭い間隔の節理は、ワシントンコラム、カテドラルスパイア、スプリットピナクル などの柱、支柱、尖塔の形成につながります。

約 200 万年から 300 万年前に始まった一連の氷河作用により、氷のくさび化、氷河の剥ぎ取り、洗掘/磨耗、および各氷河作用の後退後の圧力の解放により、質量の減少が加速され、この地域はさらに変化しました。激しい氷河作用では非常に大きな氷河が形成され、表土や崖錐がはぎ取られて氷河谷のはるか下まで運ばれる傾向がありましたが、それほど激しくない氷河作用では、谷のさらに上の 方に大量の氷河堆積物が堆積しました。

シエラネバダでは、少なくとも 4 回の大規模な氷河期が発生しました。地元ではシャーウィン (プレタホとも呼ばれる)、タホ、テナヤ、タイオガと呼ばれています。シャーウィン氷河は最も大きく、ヨセミテ渓谷やその他の渓谷を埋め尽くしましたが、その後の段階でははるかに小さな氷河が形成されました。シャーウィン氷河は 30 万年近く続いたと考えられ、約 100 万年前に終了しました。シャーウィン時代の氷河が、ヨセミテ渓谷やその地域の他の渓谷の大規模な掘削と形成にほぼ間違いなく関与しました。

タホ、テナヤ、タイオガの各段階はウィスコンシン氷河期の一部でした。タホ氷河期は、約 70,000 ～ 130,000 年前に最大範囲に達したと考えられています。より最近のテナヤについてはほとんどわかっていません。また、最も最近の地元の氷河期であるタイオガ氷河期は、約 28,000 年前 (較正済み放射性炭素年代測定) に始まり、20,000 ～ 25,000 年前に最大範囲に達し、約 15,000 年前に終了したことが証拠から示唆されています。最も高い圏谷では、約 14,200 ～ 13,100 年前の間に、小規模な後期氷河期の再前進であるリセス ピーク イベントの間に氷河が再形成されました。

その後、約 3200 年前まで、この山脈には氷河が見られなかったようですが、その頃、最も高い圏谷に小さな氷河が再び現れました。この再出現は、シエラネバダ山脈における新氷河作用の始まりを記録しています。この山脈における新氷河作用は、「小氷期」の間に最高潮に達しました。この用語はもともとフランソワ E. マテスがシエラネバダ山脈で造ったものですが、現在では西暦 1250 年から 1900 年頃の世界的な氷河拡大期を指すものとして広く受け入れられています。シエラネバダ山脈の小氷期に関連するモレーンは、マテス堆積物と呼ばれています。これらは、ハイシエラの北向きの圏谷や現代の氷河の下によく見られ、通常は新鮮で不安定で、多くの場合、氷核です。マテス・モレーンの好例は、パリセード氷河（山脈最大の氷河）、ヨセミテ国立公園南部のライエル氷河とマクルーア氷河、そしてマウント・ダナ、クナ・ピーク、マウント・コネス、マッターホルン・ピークの下にあるより小さな氷河の下に見ることができます。

氷河系は深さ4000フィート（1200メートル）に達し、ヨセミテ地域に痕跡を残しました。ヨセミテ地域で最も長い氷河は、トゥオルミ川のグランドキャニオンを60マイル（95キロメートル）にわたって流れ、ヘッチ・ヘッチー渓谷をはるかに超えています。マーセド氷河はヨセミテ渓谷から流れ出てマーセド川渓谷に流れ込んでいます。リー・ヴァイニング氷河はリー・ヴァイニング渓谷を削り、ラッセル湖（氷河期のモノ湖の大幅に拡大した湖）に注いでいます。マウント・ダナやマウント・コネスなどの最高峰だけが氷河に覆われていませんでした。後退する氷河はしばしば後退モレーンを残し、ヨセミテ湖（定期的にヨセミテ渓谷の底の大部分を覆う浅い湖）などの湖を堰き止めました。

公園内のいくつかのドームは氷河に覆われ、ロッシュ・ムトネに変化しました。ロッシュ・ムトネは、滑らかで丸い側面と急峻な面が特徴です。丸い側面は氷河がドームの上を流れた場所で、急峻な側面は氷河がドームから流れ出た場所です。急峻さは、氷河が断裂節理に沿って岩をはぎ取ったために生じました。公園内の良い例としては、リバティ・キャップ、レンバート・ドーム、マウント・ブロデリックなどがあります。ハーフ・ドームは異なるプロセスで形成されましたが、節理面に作用する浸食が依然として主な要因でした。

公園の地質学的景観の起源は 1865 年以来議論されてきました。当時、カリフォルニアの主任地質学者であったジョサイア・ホイットニーは、ヨセミテ渓谷は地溝、つまり断層に囲まれた下がった土地の塊であると提唱しました。ジョン・ミューアは、ヨセミテ渓谷とヘッチ・ヘッチー渓谷は純粋に氷河作用によって形成されたと提唱しました。1930 年、フランソワ・E・マテスは、渓谷の深さの大部分は水による浸食によって削られ、残りは氷河作用によって削られたというハイブリッド仮説を提唱しました。氷河作用はまた、渓谷を広げたとも主張しています。

最近では、ジェフリー・シェーファーがこの議論を再開し、氷河やその他の侵食プロセスの役割が大幅に誇張されていると主張しています。^[4]シェーファーは、たとえば、標高5600フィート（1700メートル）以上のヨセミテ渓谷は、過去3000万年間で比較的ほとんど変化していないと述べています。わずかに大きくなったことを除けば、過去を振り返って見れば、主要な地形は現代の目にも認識できるでしょう。シェーファーは、多数の節理面が公園の主要な地形の地形に最も大きな影響を与えたと考えています。これは、節理面に作用する巨大で非常に摩耗性の高い氷河と、過去数百万年間の大幅な隆起が、地形の主な形成力であったという一般的な見解と矛盾しています（このような急速な隆起は、あらゆる種類の侵食を大幅に加速したはずです）。

• シエラネバダの参考文献
• カテドラルピーク花崗岩
• エルキャピタン花崗岩
• ハーフドーム花崗岩
• クナ族の紋章花崗岩
• センチネル花崗閃緑岩

• ヨセミテ渓谷の起源、第 4 章、カリフォルニアの氷河、ビル・ガイトン著
• 国立公園の地質学: ヨセミテ国立公園の地質学 (USGS オンライン展示)
• ヨセミテ国立公園の地質学物語、N. キング フーバー博士著 (USGS、1987) USGS 速報 1595。全文オンライン
• ヨセミテ国立公園の地質物語（1987年）N.キング・フーバー著