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マザマ灰（一部地域では正式にはマザマ層と呼ばれる）[ 1 ]は、北アメリカ北部の大部分に分布する、地質学的に比較的新しい火山灰の堆積物である。この灰は、オレゴン州中南部のマザマ山が約7640±20年前[ 4 ]に大噴火を起こし、カルデラ崩壊によってクレーター湖が形成された際に噴出したものである。灰は卓越風によって主に北と東に広がり、その残骸は北東のグリーンランド氷床まで確認されている[ 5 ]。
マザマ火山灰は、既知の時期に広範囲に堆積したため、古気候学、古生態学、考古学、第四紀地質学、層序相関において重要な指標層である。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
マザマ火山の噴火による火山灰粒子とガスは、噴火後数年間、気候を寒冷化させたであろう。[ 5 ]北部グレートプレーンズ全域で、火山灰は空を暗くし、少なくとも数センチメートルの厚さの火山灰の層が景観の大部分を覆い、先住民や野生生物に深刻な混乱をもたらしたであろう。[ 7 ] [ 9 ]
マザマ火山の噴火は、太平洋岸北西部の複数の火山灰とテフラ源の分析、およびグリーンランド氷床プロジェクトの氷床コア内の火山灰の識別[5]、スペリオル湖盆地の堆積物コア[10]、および火山灰流によって炭化した木材の放射性炭素年代測定[11]などの他の方法に基づいて、マザマ火山灰が噴出したマザマ火山のクライマックス噴火は約6790 ± 1514C年前、または較正年代で7640 ± 20 [ 4 ]現在（紀元前5677 ± 150年）に発生した。
マザマ火山灰は、北部グレートプレーンズの少なくとも90万平方キロメートル（35万平方マイル）の範囲に広がり、泥炭、沖積土、湖成土、風成土の中に最も一般的に保存されている。[ 12 ]
米国では、カリフォルニア州、オレゴン州、ワシントン州、アイダホ州、モンタナ州、ネバダ州、ワイオミング州、ユタ州の一部に生息している。[ 8 ]
また、グリーンランド氷床[ 5 ]や、オレゴン州、ワシントン州[ 13 ]、ブリティッシュコロンビア州最南部の沿岸の海洋堆積物にも存在します。
カナダでは、ブリティッシュコロンビア州南部[ 14 ] 、アルバータ州、サスカチュワン州[ 12 ]に、数センチメートルの厚さのマザマ火山灰の堆積物が一般的に見られます。アルバータ州南部では、噴火地点から北東約1000キロメートル（約600マイル）の地点で、マザマ火山灰は通常、現在の地表から数メートル下の白い帯として見られます。[ 9 ]マザマ火山灰の火山ガラスの破片は、スペリオル湖の堆積物やニューファンドランドの湿原でも確認されています。[ 6 ]
マザマ火山灰は、アメリカ合衆国とカナダ南西部で後期第四紀に最も広く分布している火山灰層であり、 [ 15 ]西に8つの州とカナダの3つの州に広がっている。[ 16 ]
グレイシャーピーク火山灰堆積物と同様に、マザマ火山灰も太平洋岸北西部でよく保存されている。[ 17 ]斑晶を多く含むグレイシャーピーク火山から噴出した塊状軽石堆積物とは区別される。マザマ火山灰は、グレイシャーピークの噴出物よりもソーダ、イットリウム、イッテルビウム、ジルコニウムが多く、シリカと石灰が少ない。 [ 18 ]また、グレイシャーピーク火山灰よりも細かい堆積物を形成する。[ 17 ]マザマ火山灰には、斜長石、ハイパーステン、磁鉄鉱、角閃石、単斜輝石、火山ガラスが含まれる。[ 19 ]グレイシャーピーク、セントヘレンズ山、レーニア山の噴火によるものなど、他の火山灰堆積物とは、その構成成分の独特な化学組成によって区別できます。[ 20 ]これは、電子マイクロプローブ分析、火山ガラスの屈折率[ 12 ]、中性子放射化分析[ 20 ]および同様の技術によって決定できます。関連する炭素含有物質の放射性炭素年代測定も、マザマ灰の識別に役立つ可能性があります。[ 12 ]オレンジ色の堆積物を形成します。[ 21 ]
1980年のセントヘレンズ山の噴火の影響との比較から、マザマ火山灰は最大15cm （6インチ）の厚さで景観を覆い 、火山灰降下地域全体で植生を覆い、水路を詰まらせたと考えられる。これにより、先住民や野生生物にとって資源がすぐに不足し、人々は主要な火山灰降下地域から移動せざるを得なくなっただろう。アルバータ州南部のサイプレスヒルズにある遺跡から得られた考古学的証拠は、火山灰の影響を受けた地域における人間の居住が恐らく200年間途絶えていたことを示唆している。[ 7 ] [ 9 ]
マザマ火山の噴火で放出された粒子とガスは、気候の寒冷化を引き起こした。グリーンランドの氷床コアの研究によると、この噴火は約6年間にわたって成層圏に相当量のエアロゾルを放出した。これにより、北半球中緯度から高緯度地域で1～3年間、約0.6～0.7℃の気温低下が生じた可能性がある。また、噴火中に塩素 が放出されたことで、成層圏オゾンが大幅に減少した可能性もある。[ 5 ]