メンドシノ三重会合点

メンドシノ三重点（MTJ ）は、北カリフォルニアのメンドシノ岬付近の太平洋で、ゴルダプレート、北米プレート、太平洋プレートが出会う地点である。この三重点は、北米西海岸を支配する広範なプレート運動の変化の場所で、北部カスケード沈み込み帯の収束と南部サンアンドレアス断層系の移動を結び付けている。^[1]この地域はトランスフォーム断層運動、サンアンドレアス断層はトランスフォーム横ずれ運動、カスケード沈み込み帯は収束型プレート境界沈み込み運動によって特徴付けられる。ゴルダプレートは、北米プレートの下にN50ºEの方向に2.5～3cm/年の速度で沈み込んでおり、同時に太平洋プレートに対してN115ºEの方向に5cm/年の速度で斜めに収束している。このプレート配置の適応により、メンドシノ断裂帯に沿って変形境界が形成され、ゴルダ海嶺で発散境界が形成される。^{[2] [3]}この地域は歴史的にも現在も地殻変動が活発である。カスケード沈み込み帯は、MW 9.0 程度の巨大地震を引き起こす可能性がある。

プレートの相対的な動きにより、三重会合点は過去 2500～3000 万年にわたって北方に移動しており、プレートが硬いと仮定すると、その形状からMTJ の南東にスラブ ウィンドウと呼ばれる空隙が形成されることが必須となります。 ^[4]この時点で、北米の下から沈み込むゴルダリソスフェアが除去され、アセノスフェアの湧昇が発生します。^[3]これにより、地表隆起、地殻変形、激しい地震活動、高熱流量、さらには火山岩の押し出しなど、さまざまなテクトニック プロセスが誘発されます。この活動は現在の三重会合点の位置を中心に行われていますが、その移動の証拠は、はるか南のロサンゼルスに始まるカリフォルニア沿岸全域の地質学で見つかっています。^[4]

MTJ の通過により、マントル物質がゴルダプレートが空いた領域に流れ込む。この高温のマントル物質が三重会合点の南側に到達すると、冷却されて硬化し、隣接するリソスフェアに付加し、最終的にリソスフェアに溶け込んで一緒に移動する。これはベルトコンベアの動きと似ている。^[1]下部地殻と上部マントルの粘性結合は、付加体縁部の物質を大陸のような地殻に変える上で主要な役割を果たす。^[4]研究者らは、この「ベルトコンベア」メカニズムでは、地殻はまず三重会合点の北側で厚くなり、通過後は三重会合点の南側で薄くなることを実証できた。このように、MTJ が移動すると、北アメリカの下に南から北へ物質を輸送する基底ベルトコンベアが形成される。^[4]これは、この地域の局所的な地震地殻トモグラフィーによって決定された異常な地殻構造の観測パターンと一致している。^[5]

この地域は、フランシスカン・コンプレックスと呼ばれる隆起した沈み込み帯付加体を構成する中生代から白亜紀の岩石が大部分を占めています。この岩石群は砂岩、頁岩、チャート、変灰色岩、メランジュ、苦鉄質火山岩で構成されており、ほとんどが青色片岩とエクロジャイト相に変成しています。^[4]

MTJ 付近の熱流量の空間分布は、沈み込み環境で予想されるものと類似している。つまり、沈み込むゴルダスラブ上では熱流量は低く、40～50 mW/m ²である。MTJ の南では、カリフォルニア海岸を通る熱流量は高く、約 90 mW/m ^{2 で}ある。^[4] MTJ の南で熱流量が増加する距離は、熱流量異常の発生時期の指標となる。観測された地表熱流量は、約 200 km の距離で 2 倍になり、これは 4～5 Ma の移動期間に相当する。^[4]これは、15～25 km の浅い深さ、つまりスラブの窓に堆積したアセノスフェア マントル物質であると考えられる異常の発生源とも整合している。^[4]この熱流量異常の上昇時期は、スラブの窓の上にはおそらく薄い地殻の蓋しかないことを意味している。^[4]

北アメリカ西端の浅い層に高温のアセノスフェア マントルが存在すると、溶融してマグマ活動を引き起こす可能性があります。したがって、MTJ 通過後に一連の火山が活動しました。このマグマ活動により、この地域の上部地殻内に 深成岩が侵入する可能性があります。

マグマの湧昇と凝固によって形成された火山体の例としては、カリフォルニア州モロベイとサンルイスオビスポの間に位置するナインシスターズがある。スラブウィンドウに流れ込む物質の起源は議論の的となっており、具体的には、その下にあるマントルから直接由来したものか、東側のマントルウェッジから由来したものかが問題となっている。MTJに関連する噴出玄武岩の化学的性質は、マントルウェッジ由来の溶融物の典型であり、大イオン親岩元素に富み、高磁場強度元素が枯渇しているのが特徴である。一般に、マントルウェッジ由来の溶融物は、スラブ下のマントル由来の溶融物よりも比較的含水率が高く、粘性と温度が低い。^[4]

MTJ付近の地震活動のほとんどは沖合で、メンドシノトランスフォーム断層に沿って集中している。地震活動はゴルダプレート自体の内部にも分布しているが、これはゴルダプレートが小さく、年齢が若く、リソスフェアが比較的薄いためである。ゴルダプレートが太平洋プレートに向かって斜めに収束することで、南北方向に強い圧縮が生じ、異常に強い内部変形が誘発され、ゴルダ変形帯（GDZ）が形成され、地震活動が活発になる。^[4]メンドシノトランスフォーム断層（MTF）に沿った動きは、東西方向に垂直に傾斜する面で右横ずれしている。ゴルダスラブの上にある北米の地殻の部分では、断層の動きが逆で、1992年4月には、マグニチュード7.1の地震がカスケード沈み込み帯の南部を破壊した。この地域の一般的な地震活動パターンと同様に、この地震の余震の大部分は垂直な横ずれ運動をしており、ゴルダプレート内、またはMTFの深さ23〜35kmに位置していた。余震のいずれも、主地震の場合のように北米の下にあるゴルダプレートの北東方向のアンダースラストとは一致しなかった。この一連の地震の形状は、MTJの北西にあるGDZの圧縮方向と一致する、N-NWの水平方向の主圧縮応力を特徴とする応力場を示唆している。^[4]

• Furlong, KP; Lock, J.; Guzofski, C.; Whitlock, J.; Benz, H. (2003). 「メンドシノ地殻コンベア：カリフォルニア地殻の形成と破壊」International Geology Review . 45 (9): 767–779. Bibcode :2003IGRv...45..767F. doi :10.2747/0020-6814.45.9.767. S2CID  129844930.
• Furlong, KP; Schwartz , SY (2004)。「メンドシノ三重点がカリフォルニア沿岸部のテクトニクスに及ぼす影響」。Annual Review of Earth and Planetary Sciences。32 : 403–433。Bibcode :2004AREPS..32..403F。doi : 10.1146 /annurev.earth.32.101802.120252。
• Villasenor, A.; Benz, H.; Stanley, D. ( 1998) 「サンアンドレアス断層系の地震画像（ローカル地震データ使用）」カリフォルニア大学サンタクルーズ校の年次 IRIS ワークショップで発表。10 : 403–433。
• Gulick, SPS; Meltzer, AS; Henstock, TJ; Levander, A. (2001). 「南ゴルダプレートの内部変形: メンドシノ三重会合点付近の弱いプレートの断片化」.地質学. 29 (8): 691–694. Bibcode :2001Geo....29..691G. doi :10.1130/0091-7613(2001)029<0691:idotsg>2.0.co;2.
• オッペンハイマー、D. (2013)。「ウッズホール沿岸海洋科学センター」

• Furlong, KP; Govers, R. (1999). 「三重接合部における一時的な地殻肥厚: メンドシノ地殻コンベア」.地質学. 27 (2): 127–130. Bibcode :1999Geo....27..127F. doi :10.1130/0091-7613(1999)027<0127:ectaat>2.3.co;2.

• メンドシノ三重接合点 北カリフォルニア沖 –米国地質調査所
• サンアンドレアス断層の終点 –バークレー地震研究所

北緯40°22′ 西経124°36′ / 北緯40.367° 西経124.600° / 40.367; -124.600