ケルゲレン島のホットスポット

ケルゲレンホットスポットは、南インド洋のケルゲレン高原にある火山のホットスポットです。^[1]ケルゲレンホットスポットは約1億3000万年にわたって玄武岩質溶岩を生成し、ケルゲレン諸島、ナチュラリスト高原、ハード島、マクドナルド諸島、南チベットのコメイ大火成岩区、ラジマハルトラップを生み出しました。^[2]関連する地形の1つであるナインティイーストリッジは、5,000 km（3,100マイル）を超える長さで特徴付けられ、地球上で最も長い線状構造です。^[3]^[4] 1億3000万年間に関連する地形とともに噴出したマグマの総量は、約25,000,000 km ³（6,000,000立方マイル）と推定されています。^{[5]しかし、}大きな火成岩地域や海山と同様に、ホットスポットは他の海底拡大地形と相互作用しているため、この体積数値には不確実性があります。^[6]

歴史的な火山活動

テクトニクス

ケルゲレンホットスポット自体は現在では南極プレートの下にあるが、インド・オーストラリアプレートのプレートテクトニクス史を解釈するために使用されてきた。^[7]マントルプルーム仮説に基づく主要なプレートダイナミクスのモデルは、過去1億3000万年間の観測年代とかなりよく合致するが、一部の組成の詳細は古典的なプルームモデルでは説明できない。^[12]以下の議論では、言及されている日付は約50年間にわたって得られたものであり、以前の研究で見つかった日付は、より多くのサンプルを分析するにつれて適宜更新されていることを認識することが重要である。^[12]これにより、約4000万年前より前の出来事が約1000万年の修正を受ける可能性がある。一部の人々が単一のケルゲレンホットスポットに割り当てている活動に、少なくとも2つの別々のホットスポットを割り当てるという学派があり、この問題は最新のプレートテクトニクスモデリングの含意によっては解決されていない。^[8]潜在的に別個のアムステルダム・セントポールホットスポットは、南東インド洋海嶺の南にあるアムステルダム・セントポール台地の歴史的活動を説明するため、このようなモデルに割り当てられている。このホットスポットの以前の活動は、現在南東インド洋海嶺の北にある死にゆく詩人の連鎖の海山である。 ^[13]^[8]このホットスポットが存在するとしても、現在位置を特定するのは困難である。なぜなら、まだ拡大している南東インド洋海嶺に関連する可能性のある最近の火山活動の領域があるためである。最近の研究では、2つの別々のホットスポットが使用されている。^[14]^[15]

1億4千万年前、ゴンドワナ大陸が分裂する前は、現在のインド（ベンガル）北東部、西オーストラリア州南部、南極大陸のプリンセス・エリザベス・ランドの一部は隣接していた。 [ ¹⁶^{]当初、インドとオーストラリアは南極大陸から回転し、約1億}3250万年前までにオーストラリアと南極大陸の間に大陸地殻が拡大した。 [17]インドは最初に南極大陸から分離し、これは約1億3200万年から1億3000万年前に起こったが、^[18]以前の研究では1億2400万年前までに起こったとされていた。^[16] 現在の南極大陸、インド、オーストラリアを含む東ゴンドワナ大陸は、1億3260万年前から9600万年前の間に分裂を続け、インドはオーストラリア-南極大陸から北西に移動し、オーストラリアと南極大陸の間の拡大が最大速度で起こった。^[17]^{[17]インドは約}7000万年前にアジアとの衝突を開始しました。^[16]東オーストラリアと南極は、おそらく4500万年前という比較的最近に分離を完了しましたが、^[19]ほとんどの歴史的モデルでは6700万年前までに分離しました。^{[16]最近の研究や、}2012年のインド洋地震などの地震イベントからの証拠は、インドオーストラリアプレートが主にヒマラヤ山脈となった地域に沿ったユーラシア大陸との衝突によって引き起こされた応力により、2つまたは3つの別々のプレートに分裂した可能性があることを示唆しています。 ^[20]^[21]また、インドプレートとオーストラリアプレートは少なくとも300万年前から分離していた可能性があります。^{[22] 90東海嶺の領域の大部分は、ホットスポットに関連しているだけでなく、}インドプレートとオーストラリアプレートが北に向かって別々の道を進む際の拡散境界の一部です。 ^[23]エランバンクのような現在の構造は、海底拡大の過程で広がる裂け目での隆起により形成された可能性がある。 ^[23]

噴火の歴史

ケルゲレンホットスポットに割り当てられた最も古い火山岩は、現在では1億4500万年前の白亜紀前期にチベット南東部のコメイ大火成岩地域で噴出したものと理解されている。^[18]^[28]チベットのこの地域の玄武岩は、最も新しいものが1億3000万年前のもので、数千マイル離れた西オーストラリア州バンバリーで発見された最大1億3700万年前のものだが、中には1億2300万年前という若いものもあり、時期が重なっている。^{[18]以前の研究では、バンバリーの最大年代は}1億3220万±30万年前と示唆されていた。どちらも、後の発展と比較すると比較的小規模な火山活動である。 [18]インドと南極の大陸分裂は、約1億3200万年から1億3000万年前に起こった。 [ ¹⁸^]

西オーストラリア州とインド洋底のグルデン・ドラーク・ノールの間には、1億3000万年から1億1700万年前に噴火したナチュラリスト台地、ワラビー台地、ゼニス台地があり、^[29]^{[27]現在はインドから十分に離れている。現在、南極近くのケルゲレン台地の南端にある海傾斜反射面も、}1億2600万年以上前のこの時期に形成された。^[16]

インド洋の拡大する盆地にある南ケルゲレン高原は、1億2000万年から1億1000万年前に形成され、 ^[30]大規模な玄武岩の塊であったことから、大規模な火成岩地域であったと考えられる。一方、ケルゲレンのマントルプルームは、インド北東部の2つのトラップであるコメイ地域の南でも噴火した。これらは、ラジマハルトラップとシレットトラップである。これらは、1億1810万±30万年前、^[31]から1億1500万年前の間に噴火した。^{[32]その後の}地殻変動により、 1億1700万年前には、現在の西オーストラリア沖のグルデン・ドラーク・ノールでも噴火が発生した。最も適合性の高い地質構造モデルでは、約1億1500万年前にマントルプルームの頭部がインドと南極の間にあるインド洋の下の表面に到達し、両プレートの薄い海洋地殻が広範囲に溶けたことでこれらの出来事が説明されている。^[33]

中央ケルゲレン高原は、1億1000万年から1億年前に、南極プレートのホットスポットから噴出した玄武岩によって形成され、^[33]この期間の最初の500万年間にエランバンクが形成されました。^[34]

約1億500万年前、インドプレート、オーストラリアプレート、南極プレートの三重会合点がプルームを横切り、3つの異なるプレートで同時に地殻が形成されました。^[34]最新の証拠により、事態は複雑になっています。プルームは、古典的な地質構造モデルのように三重会合点に位置し続けるのではなく、約9500万年から4500万年前にオーストラリアプレートの下にあった可能性があり、例えば9500万年から9400万年前にブロークンリッジを形成したようです。 ^[34]^プルームの一部は、北に向かって急速に進むにつれてインドプレートの下で噴火し、東海嶺の玄武岩の線状の特徴と年代に影響を与えていると長い間考えられてきました。北の最古のものは8200万年前、南の最新のものは3700万年前です。^[35] しかし、海嶺の両側の磁気測定の形で、90度東海嶺に沿った減圧溶融も発生したという良い証拠があり、^[3]最新のモデルはこれに重要な役割を割り当てています。^[34]以前のホットスポットのみの仮説は、2つの有効なホットスポットでプルームが分裂することによってすべての特徴を説明しました。^{[16]複数の研究者は、}ベンガル湾の海底の約5 km (3.1マイル)の堆積物の下に埋もれて、^[35]約9000万年前に堆積した火山岩を含む90度東海嶺の延長があると仮定しています。^[3]

4000万年前にインド洋南東海嶺が開いた結果、南極プレートのホットスポットに北ケルゲレン高原が形成された。また、インド洋南東海嶺の北側にある、東90度の海嶺とブロークン・リッジの端を結ぶ「死せる詩人の鎖」が2000万年前に形成されたことも説明できる。これは、アムステルダム・セントポール高原^{[34]の形成も説明できる。この高原は}1000万年前のもので、現在のインド洋南東海嶺^[16]の南に位置するが、組成に関する研究は一貫していない。^[8]これらの噴火は2つ目のホットスポットから来ている可能性があり^[8]、最近の研究者もこれに同意している。^[14]^[15]

ホットスポットは現在、再び中央ケルゲレン高原南部の下にあるため、すでに述べた最近の火山活動が説明できる。

構成

ケルゲレン火山の噴火活動には、 2500万年以上前のソレアイト質/遷移玄武岩からアルカリ玄武岩への傾向がある。^{[36]ケルゲレン諸島とハード島の間で浚渫された海山は、}中新世に弱アルカリ性のカンラン石玄武岩とピクライト玄武岩によって形成された。^[37]アムステルダム島とセントポール島付近の組成は、他のケルゲレン火山の噴火物質とは異なる。^[8]^[14]^[15]

ナインティ・イースト・リジッドにはインド洋玄武岩に典型的なソレアイト玄武岩があり、リジッド海嶺に沿って系統的な同位体変化は見られず、これはリジッド海嶺全体の起源が古いマントルプルームであるという仮説と矛盾している。^[13]しかし、少なくとも3つの異なる源がリジッド海嶺の玄武岩に寄与したに違いない。 [ ^13] 同位体組成は、ケルゲレン台地とアムステルダム・セントポール台地またはその付近で発見された玄武岩の中間である。^[13]このことから、一部の人が説明するケルゲレンホットスポットは少なくとも2つの別々のホットスポットであり、^[13]リジッド海嶺は主に深部マントル源からの噴火を伴う歴史的な分岐プレート境界であるという解釈が導かれる。^[13]^{[34]アムステルダム・サンポール台地の火山である}ブーメラン海山からのサンプルの1つは、セントポール島とケルゲレン台地のサンプルの中間の組成を持ち、これはアムステルダム・サンポール台地の下にあるケルゲレン型の源マントルと一致しています。^[38]

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