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(青)ヒクランギ縁辺、トラフ、海溝構造 の表面投影。
(緑)ヒクランギチャンネル
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ヒクランギトラフ（旧称ヒクランギ海溝）[1] [a]は、ニュージーランド南島北東部と北島東岸沖の太平洋の海底地形である。約2500万年かけて形成され、特に南部はタービダイトで満たされている。この特徴により、北に続く、堆積物に乏しくより深いケルマディック海溝と区別することができる。現在トラフを通過している堆積物は、世界の海洋に流入する堆積物全体の約0.5％を占める。トラフには、ユニークな 深海化学合成生態系がある。
地理
ヒクランギ・トラフは、その北側の海溝よりも浅いものの、海岸から80キロメートル（50マイル）ほどのところでは水深3,000メートル（9,800フィート）に達する。[2]南側のトラフ構造は、北カンタベリー沖で幅6～10キロメートル（3.7～6.2マイル）あり、当初の深さは約2,000メートル（6,600フィート）である。[3]そして、その北の部分に向かって、海洋の海溝で見られるような構造になっている。[4]トラフは、クック海峡の緯度あたりでマヒア半島まで50～80キロメートル（31～50マイル）に広がる。[5]ルアトリアの岩屑なだれは構造がよく理解されていなかったため、その北限についてはさまざまな地図が作られている。[6]トラフの境界は標準的な地理学的研究で定義されておらず、さまざまな地質学的研究で異なる地図が作られている。[b]
ヒクランギ海峡（ヒクランギ海峡またはヒクランギ海路とも呼ばれる）は、トラフ状の構造内の蛇行した窪地で、南から始まり、トラフの東側に向かって伸びている。クック海峡の緯度では、この海峡はトラフの一般的な水位より約80メートル（260フィート）低い。[10]海底のヒクランギ海峡はトラフの東側に沿って続き、[5]マヒア半島で東に向かってヒクランギ台地を抜けて分岐し、南西太平洋の深海平野に流れ込む。[11] [12]この海峡の全長は1,400～2,000キロメートル（870～1,240マイル）であるが、[13]トラフ内にあるのは最初の800キロメートル（500マイル）の部分のみである。[14]
南側のトラフには、ペガサス湾の緯度にあるプカキ、オキンス、ペガサスの海底峡谷[1] [15]、フルヌイ川の河口を越えたフルヌイ峡谷[16] 、カイコウラの南東ちょうどで深さ823メートル（2,700フィート）まで急激に傾斜するカイコウラ峡谷[17] [4]などの関連構造があり、ここでは海底がトラフの深さまで落ち込んでいます。カイコウラの北の丘陵地帯から広がる海底のコーファイ峡谷は、トラフの西側にあります。[18]クック海峡の北東部に向かってクック海峡峡谷があり、トラフの一部は深さ2,250メートル（7,380フィート）です。パリサー岬沖では、トラフの一部が2,236メートル（7,336フィート）の深さで、この緯度でのトラフの東側にあるヒクランギ台地の2,588メートル（8,491フィート）よりも浅い。ヒクランギ台地は、南のチャタム海嶺とニュージーランドのイーストケープの北の地点の間、トラフの東に広がっている。北島の東海岸、パハオア渓谷とマヒア渓谷の間には、海底に中間の尾根と盆地が多数あるため、海岸からトラフへの直接の排水はない。 2つの側面を持つ明確な海溝という点では、これはマヒア半島の北の海底で発見されているが、南緯38度50分付近のトゥアヘニ海底地滑り[19]と南緯38度付近のルアトリア海底岩屑なだれ[20]によって分断されている。ルアトリア岩屑なだれの先で、ヒクランギ縁辺はルアトリア断崖に合流し、その後海底のイーストケープ海嶺から離れて、4,580メートル（15,030フィート）の深さまで溝のような構造が始まり、多くの専門家はこれをケルマデック海溝と割り当てている。ケルマデック海溝はさらに北に進み、7,436メートル（24,396フィート）のはるかに深いところまで明確に移行している。[4] [b]
地質学
ヒクランギ・トラフは、数百万年にわたってニュージーランド東部の海洋堆積システムの重要な部分であった結果、堆積物で満たされている。[21]中期および後期漸新世に始まった現在の北島の沈み込みと付加により、後期中新世の深海浸食が促進され、当時の海溝に厚い堆積層が形成されることになった。[22]最近では、640万年前から形成されたサザンアルプスなどニュージーランド南島の隆起山脈の浸食による堆積物がある。[22]このシステムは現在、世界の海洋に流入する堆積物全体の約0.5％を占めている。[13]海溝の堆積物は南部で深さ5km（3.1マイル）まであり、カイコウラ・キャニオンから出るところでは砂利のタービダイトの音響特性を示している。[23]タービダイトは北部で約1km（0.62マイル）まで薄くなっています。[3]堆積物中にガスハイドレートが確認されており、広範囲にメタンの湧出があります。[24]このような湧出で形成された炭酸塩岩の放射年代測定分析によると、炭酸塩の形成は2,360±70年前から12,400±160年前の間に進行していたことが示されています。[25]
ヒクランギ海峡に代表される活発なタービダイト海峡は、北の太平洋深層境界流の経路に濁流を誘導する。 [26]ヒクランギ海峡は350万年未満しか経っていないことが知られている。[27]当初、この海峡は後期鮮新世に発達し、ヒクランギ海溝に沿って北に延びた。[22]堆積物は主に海底峡谷や、流れの障害物を横切ったり迂回したりする斜面の峡谷によって運ばれ、[28]ヒクランギ海溝の場合、カイコウラ渓谷が主要な活発な海流であり、長期にわたって寄与していることが知られている。[3]例外的に、2016年のカイコウラ地震では海底土砂崩れと堆積物の流れが発生し、カイコウラ渓谷から海溝に約850 × 10 6 t（8.4 × 10 8長トン、9.4 × 10 8短トン）の堆積物が流入しました。 [29] [30]濁流はヒクランギ海峡に沿って680 km（420マイル）以上移動しました。これまでに海峡で採取された最も遠い海洋コアでは、16 cm（6.3インチ）を超える新鮮な堆積物が明らかになりました。[31]完全な分析は微妙で、10の濁流誘発集水域からの流出だけでなく、泥質堆積物の崩壊を引き起こす地震動振幅のピークに関連する揺れによる海底地滑りによる流出も含まれています。[32]クック海峡渓谷の集水域は地震によるタービダイト堆積物の大きな原因であった。[31] [c]
テクトニクス
ヒクランギ縁辺 沈み込み帯は、約2500万年にわたって厚い海洋性ヒクランギ台地が古いインド・オーストラリアプレートの大陸地殻の下に沈み込んでいる場所である。回転特徴はあるものの、中間の大陸地殻マイクロプレートはおそらく存在しない。北の相対運動はイースト岬で6.1cm/年（2.4インチ/年）であり、収束に関してはターンアゲイン岬で3.5cm/年（1.4インチ/年）まで低下する。ネットベクトルは、ベクトル方向が266°で4.5cm/年（1.8インチ/年）、カンタベリー端で方向が259°で3.8cm/年（1.5インチ/年）である。[6]これは、海溝付近の収束、前弧海嶺上部の周りの横ずれ運動、およびタウポリフトでの伸張に分割される。[33]縁辺に2つの側面を持つ連続した海溝はなく、海溝やトラフのような構造の複雑さは、複雑な遷移地質学と古い沈み込んだ海山によるものです。[6]対照的に、ケルマデック海溝とトンガ海溝は、太平洋プレートの海洋地殻がケルマデックマイクロプレートとトンガマイクロプレートの海洋地殻の下に沈み込んでいるケルマデック-トンガ沈み込み帯の一部を表しており、これらのマイクロプレートとトンガマイクロプレートは、現在のオーストラリアプレートの海洋地殻にも接しています。[6]
エコロジー
下部周極深海水と海流、沿岸排水、イーストケープ海流などの表層流による水の供給により、海溝上の沿岸水域には豊かな海洋生態系が存在している。海溝生態系自体は、経済的に重要な深海漁業よりもさらに深いため、あまり研究されてこなかった。[34]ヒクランギ縁辺中部と南部には、ホキ、キンメダイ、オレンジラフィーの漁業がある。[35]カイコウラ渓谷近くの海溝の南端では、亜熱帯前線が亜熱帯水塊と亜南極水塊の収束帯を形成し、水深約1,000メートル（3,300フィート）までサウスランド海流が流れている。[36]この海域は、地球上で最も生産性の高い海洋生態系の1つであると判断されている。海溝のこの端では、多くの深海種が海岸近くに生息している。この食料源は、カイコウラの町の名物であるクジラを引き寄せる。 2016年のカイコウラ地震はこの生態系に深刻な被害を与えたが、回復の兆しがある。[30]
ある研究では、トラフの壁の生物学的サンプル採取が、深さ690〜1,561メートル（2,264〜5,121フィート）の6か所で行われました。[35]より北部のベイ・オブ・プレンティでの同様のサンプル採取と比較すると、ヒクランギ縁辺では、泥竜、貝虫、線虫、カイアシ類、タナガイ、節足動物、等脚類、端脚類など、多くの甲殻類や蠕虫の個体数が多かったです。[37]
メタンの浸出
深海トラフ自体では、深海化学合成生態系は、自生により炭酸塩の丘を形成するメタンの冷湧出と関連している。 [38]これらの生態系の原因となる単細胞生物は、世界中のメタン湧出で見られるものと類似している。[39]深海の他の地域とは異なり、深海の縁辺部ではメタンに関連する泥火山は発見されていない。[40]
ビデオ画像では、多くの場合白色のバクテリアマットが見られます。[40]これらのシステムのいくつかは、これまで世界中で説明されているどのシステムとも異なります。[41]たとえば、メタンと硫化物の両方の流量が高い、暗色の硫化物に富んだ軟らかい堆積物の微小生息地には、剛毛虫が密集しています。[40]これらの暗い斑点には、虫の巣穴に関連する特徴的な陥凹があります。[42]剛毛虫は世界中の冷水湧出域で発見されているため、海底のメタン化学合成生態系では好気性メタン栄養の役割が過小評価されている可能性があります。ヒクランギマージンの冷水湧出域から漏れるメタンの25％以上が好気的に代謝されるためです。[43]
一般的に、このようなメタンの湧出部には、嫌気性単細胞生物が表層の無酸素層に存在し、嫌気性メタン栄養性 古細菌と硫酸塩還元ミクソコッカスが存在します。[44]還元度の高い湧出部の生息地では、表面は主にバクテリアマットで覆われていますが、部分的な酸化が起こっている場所では、前述の剛毛虫の生態系が好気性メタン栄養性ガンマプロテオバクテリアと関連していることが 分かっています。遺伝的には、これらの多くは海洋無脊椎動物の化学合成共生細菌に関連することが特徴付けられています。 [44]硫化物は、チューブワームと二枚貝の両方によってエネルギー資源として利用されています。[25]酸化が進むと、生態系はラウ盆地に生息するものと近縁のラメリブラキア属の化学合成フレーヌ状チューブワームや、[42]ハマグリ、ムール貝、様々な普通海綿動物によって支配されるようになる。[41] [45]海水に生息するハマグリはシロウリガイ属に属し、ムール貝は深海に生息するバチモディオリナエ亜科に属する。[45]
参照
注記
- ^ この記事で主に使用されている用語「トラフ」は、現在受け入れられている国際名称を反映しており、海溝が主に堆積物で満たされていることを反映している。
- ^ ab トラフの北限は明確に定義されていない。地震地質学的研究は、トラフがルアトリア岩屑なだれの下に埋まっていることと一致しており、[7]ルアトリア断崖の南にあるルアトリア岩屑なだれの北側には名前のない地形がある。ルアトリア断崖の一部は、現在GEBCOによって南緯37度45分16.27秒と定義されているケルマデック海溝の地理的最南端に接する前の沈み込み縁辺と関連している可能性がある。[1]海洋地名辞典はケルマデック海溝の南限をはるかに北の南緯35度30分と定義している。[8]また、歴史的な地質学文献には異なる地図がある。[6] [9]
- ^ カイコウラ渓谷の出口ではコアサンプルが採取されなかったため、2016年のカイコウラ地震時のカイコウラ渓谷とクック海峡渓谷の相対的な寄与は明確に定義されていない。[31]
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南緯39°44′ 東経178°38′ / 南緯39.74° 東経178.64° / -39.74; 178.64