伊豆・小笠原・マリアナ弧

伊豆・小笠原・マリアナ（IBM）弧系は、ミクロネシアにあるプレート 収束境界である。IBM弧系は、日本の東京からグアムを越えて南に2800km以上広がり、伊豆諸島、小笠原諸島、マリアナ諸島を含む。IBM弧系の大部分は海面下に沈んでいる。IBM弧系は、西太平洋のフィリピン海プレートの東縁に沿って位置している。ここは、地球の固体表面で最も深い裂け目、マリアナ海溝のチャレンジャー海淵がある場所である。

IBM 弧系は、西太平洋プレートの沈み込みの結果として形成されました。IBM 弧系は現在、中期ジュラ紀から前期白亜紀のリソスフェアを沈み込ませており、北部では新しいリソスフェア、南部では古いリソスフェアがあり、最古の (約 1 億 7000 万年前、つまり Ma)海洋地殻も含まれています。沈み込み速度は、南部では年間約 2 cm (1 インチ)、北部では年間 6 cm (2.5 インチ) です。

これらの島弧を構成する火山島は、沈み込んだプレートが温度によってこれらの物質の放出を引き起こすのに十分な深さに達したときに、沈み込んだプレートから放出された揮発性物質（閉じ込められた水からの蒸気、およびその他のガス）の放出によって形成されたと考えられています。関連する海溝は、太平洋プレートの地殻の最も古い部分（最も西側）が年月とともに密度を増すにつれて形成され、このプロセスにより、西側の地殻の下に沈み込むときに最終的に最低点に達します。

IBM 弧系は、海洋内収束縁辺 (IOCM) の優れた例です。IOCM は海洋地殻上に形成され、日本やアンデスなどの大陸地殻上に形成された島弧とは根本的に対照的です。IOCM 地殻はアンデス型縁辺の下の地殻よりも薄く、密度が高く、耐火性が高いため、IOCM の溶融物と流体の研究により、アンデス型収束縁辺の場合よりもマントルから地殻へのフラックスとプロセスをより確実に評価できます。IOCM は大陸から遠く離れているため、大量の沖積堆積物と氷河堆積物の影響を受けません。その結果、堆積層が薄いため、島弧のインフラストラクチャの研究や、沈み込んだ堆積物の質量と組成の決定がはるかに容易になります。IOCM の海底部分で見つかった活発な熱水系により、地球の重要な鉱床がどのように形成されたかを研究する機会が得られます。

IBM 弧系によってその約 5000 万年の歴史の間に作られた地殻とリソスフェアは、現在の IBM 海溝から 1,000 km 離れた、はるか西の九州パラオ海嶺 (西フィリピン海盆のすぐ東) まで今日見つかっています。IBM 弧系は、沈み込み帯の活動の地表表現であり、これがその垂直範囲を定義します。IBM 弧系の北の境界は、南海トラフを北東に進み本州南部まで続き、東の日本海溝まで沖合に続く複雑な逆断層系に加わります。IBM 海溝、日本海溝、相模海溝の交差点は、地球上に 2 つしかない海溝-海溝-海溝の三重会合点の 1 つである房総三重会合点です。IBM 弧系の東側は、チャレンジャー海淵のほぼ 11 km の深さから、小笠原台地が海溝に入る 3 km 未満まで及ぶ非常に深い海溝によって境界が定められています。南の境界は、ベラウ付近でIBM海溝が九州パラオ海嶺と交わるところにあります。このように定義すると、IBM弧系は北緯11度から北緯35度20分まで、緯度25度以上に広がります。

IBM 弧系は、少なくとも第一近似では、フィリピン海プレートの一部である。IBM 弧は内部で変形しており、実際、南部ではマリアナプレートと呼ばれる小さなプレートがマリアナトラフの拡大海嶺によってフィリピン海プレートから分離されているが、フィリピン海プレートとそのリソスフェア近隣プレートのおおよその速度と方向について議論することは依然として有用である。なぜなら、これらは、第一に、物質が沈み込み工場にどのくらいの速さで、どの流線に沿って供給されるかを定義するからである。フィリピン海プレート (PH) には、太平洋 (PA)、ユーラシア (EU)、北米 (NA)、カロリン (CR) の 4 つの近隣プレートがある。PH と CR の間にはわずかな相対運動がある。さらに、CR は IBM 沈み込み工場に物質を供給しないため、これ以上議論しない。北米プレートには北日本が含まれるが、それとユーラシアの間の相対運動は十分に小さいため、PH と EU の間の相対運動で関心のある運動を説明できる。現在のプレート運動に関する NUVEL-1A モデル (DeMets 他 1994) から推定される PH-PA のオイラー極は、約 8°N、137.3°E にあり、フィリピン海プレートの南端近くにあります。PA は、PH に対して反時計回りに約 1°/Ma でこの極の周りを回転します。これは、最南端の IBM に対して PA は北西に移動し、約 20～30 mm/y で沈み込んでいるのに対し、最北端の IBM に対して PA は西北西に移動し、その 2 倍の速さで移動していることを意味します。IBM の南端では、カロリン プレートとフィリピン海プレートの収束はほとんど見られません。

IBM 弧では海溝の「ロールバック」、つまり海溝が海洋に向かって移動することは起きていません。海溝はユーラシアに向かって移動していますが、IBM 弧システムでは、PH-EU の急速な収束により、強い伸張状態が維持されています。IBM 南部の下にある沈み込んだプレートのほぼ垂直な向きは、強い「海アンカー」力を発揮し、横方向の動きに強く抵抗します。背弧盆地の拡大は、海アンカー力と PH-EU の急速な収束の複合効果によるものと考えられています (Scholz & Campos 1995)。

PA 弧系と IBM 弧系の間の収束の傾斜は、IBM 弧系に沿って著しく変化する。地震の滑りベクトルから推定されるプレート収束は、マリアナ トラフの北端に隣接しその南に位置する最北部マリアナ諸島ではほぼ横ずれであり、そこでは弧が背弧盆地の開口によって「湾曲」し、その結果、収束ベクトルとほぼ平行に走る海溝が形成される。収束はマリアナ弧系のほとんどで強く斜めであるが、最南部マリアナ諸島と伊豆・小笠原諸島の大部分ではほぼ直交している。McCaffrey 1996 は、前弧の弧平行滑り速度が北部マリアナ諸島で最大 30 mm/年に達すると指摘している。マキャフリー氏によれば、これは高変成岩の崩壊など地質学的に重要な影響を生み出すのに十分な速さであり、 IBM 南部の前弧が IBM 北部の前弧よりも地殻変動的に活発である理由の 1 つを説明しています。

IBM 弧系の進化は、収束縁辺部の中で最もよく知られているものの 1 つです。IBM は常に強い伸張を受ける弧系であったため、その構成要素はパラオ・九州海嶺から IBM 海溝までの広い地域に及びます (最初の右図を参照)。一般に、最も古い構成要素は最も西にありますが、進化の完全な記録は前弧に保存されています。IBM 沈み込み帯は、西太平洋の古い高密度リソスフェアの半球規模の沈み込みの一部として始まりました (Stern & Bloomer 1992)。真の沈み込みの始まりにより、マグマ弧は現在の位置、つまり海溝から約 200 km 離れた場所に集中し、前弧下のマントルが安定して冷却することができました。この弧は約 3000 万年前まで安定していましたが、その時点で裂けてParece Vela盆地が形成され始めました。約 2500 万年前には IBM 弧の最北部でも拡大が始まり、南に広がって四国盆地が形成されました。パレセベラ盆地と四国盆地の拡大系は約2000万年前に出会い、パレセベラ盆地と四国盆地が合わさったものは約1500万年前まで拡大を続け、最終的に地球最大の背弧盆地を形成した。この島弧はリフト形成中に分断されたが、海底拡大が始まると明確なマグマ系として再び形成され始めた。島弧の火山活動、特に爆発的火山活動はこの時期の大部分で衰退したが、南部で約2000万年前、北部で約1700万年前に再活性化が始まった。北部IBMと南部IBMからのテフラは、現代の島弧で観察される強い組成の違いが島弧の歴史のほとんどを通じて存在し、北部IBMはより枯渇し、南部IBMは比較的豊富であったことを示している。約1500万年前、おそらく南海トラフに沿った新しい沈み込みの結果として、最北のIBMが本州と衝突し始めた。マリアナトラフ背弧盆地を形成する新たな裂け目形成は、1000万年前後に始まり、海底拡大は約300万～400万年前に始まった。弧の崩壊は背弧盆地形成の第一段階であるため、現在のマリアナ弧火山は300万～400万年前より古いはずはないが、伊豆・小笠原火山は約2500万年前の可能性がある。伊豆諸島の弧間裂け目は約200万年前に形成され始めた。

IBM の 3 つのセグメント (右の図) は、接近するプレートの変化に対応していません。境界は、伊豆セグメントと小笠原セグメントを分ける姑娘岩構造線 (~29°30'N) と、小笠原セグメントとマリアナセグメントの境界を定めるマリアナトラフ背弧盆地の北端 (~23°N) によって定義されます。前弧、活動弧、背弧は、これらの境界の両側で異なる方法で表現されます (下の図を参照)。前弧は、海溝と弧のマグマ前面の間の弧システムの一部であり、マグマ前面近くに位置する前弧の隆起セクター (「前面弧」と呼ばれることもあります) が含まれます。グアムから日本までの IBM 前弧は、約 200 km の幅です。始新世の火成岩基盤岩と、その上に始新世以降の岩礁段丘からなる前弧の隆起部分が、グアム島から北のマリアナ諸島のフェルディナンド・デ・メディニラ島までの島嶼列を形成している。同様に、小笠原諸島は主に始新世の火成岩で構成されている。IBM 前弧または海溝に関連する付加体柱はない。

島弧のマグマ軸は、本州からグアムにかけて明確に定義されている。この「マグマ弧」は海底であることが多く、火山は水深1～4kmの海底プラットフォーム上に形成されている。伊豆セグメントでは、大島、八丈島、三宅島などの火山島が一般的である。さらに南の伊豆セグメントには、いくつかの海底珪長質カルデラもある。伊豆弧セグメントには、島弧間のリフトも点在している。姑息岩構造線の南にある小笠原セグメントには、ほとんどが海底火山で、西ノ島のように海面よりわずかに隆起している火山もいくつかある。小笠原セグメントは、マグマ弧と小笠原諸島前弧隆起の間にある小笠原トラフという深い盆地によって特徴付けられる。 IBM弧の最高標高（ IBMが日本で陸地となる伊豆半島は含まない）は、小笠原諸島の南部にあり、南硫黄島と北硫黄島という死火山島が海抜1000メートル近くまで隆起している。伊豆半島と小笠原諸島のマグマ弧に関連する海底高は、日本の出版物では七島海嶺と呼ばれることが多く、小笠原諸島は小笠原諸島と呼ばれることが多い。珍しい組成の溶岩（ショショナイト岩質地域）を噴出する火山は、硫黄島を含む小笠原諸島とマリアナ弧の境界部に見られる。マリアナ諸島のマグマ弧はウラカスの北に海底があり、その南にはアスンシオン、マウグ、アグリガン、パガン、アラマガン、ググアン、サリガン、アナタハンといった火山島が（北から南に）含まれています。マリアナ火山はアナタハンの南で再び海底になります。

3 つのセグメントの背弧地域は、かなり異なっています。伊豆セグメントは、マグマフロントから南西に伸びるいくつかの火山性クロスチェーンによって特徴付けられます。マグマが不足している小笠原弧セグメントには、背弧盆地、弧間リフト、または後弧クロスチェーンはありません。マリアナセグメントは、マリアナトラフとして知られる活発に拡大している背弧盆地によって特徴付けられます。マリアナトラフは、走向に沿って顕著な変化を示し、海底は 19°15' より南に広がり、さらに北にリフトが伸びています。

グアム南西部のIBM弧系は、その北側の地域とは著しく異なっています。前弧領域は非常に狭く、背弧盆地拡大軸と弧マグマ系の交差は複雑です。

IBM 海溝に入る太平洋プレート上のものはすべて沈み込んでいます。次のセクションでは、沈み込む直前のリソスフェアの変化と、海溝に隣接する太平洋プレート上の海洋地殻と堆積物の年代と組成について説明します。太平洋プレートの沈み込んだ堆積物と地殻に加えて、上部の IBM 前弧から地殻侵食によって沈み込み帯に失われた物質も大量に存在します(Von Huene、Ranero、Vannucchi 2004)。

海溝とそれに伴う外海溝隆起は、太平洋プレートがIBM沈み込み帯に沈み始める地点を示しています。IBM海溝は、太平洋プレートの岩石圏が沈み始める地点です。IBM海溝には目立った堆積物充填物がなく、約400メートルの厚さの堆積物は沈み込むプレートとともに完全に沈み込んでいます。IBM外海溝隆起は、海溝の直前で周囲の海底より約300メートル高くなっています。海溝に沈み込もうとしている岩石圏は、海溝のすぐ外側で曲がり始めます。海底は高さ数百メートルの幅広い隆起に隆起し、「外海溝隆起」または「外海溝隆起」と呼ばれています。沈み込もうとしているプレートには大きな断層があり、海水がプレート内部に浸透し、マントルの ペリドタイトの水和によって蛇紋岩が生成されることがあります。このように生成された蛇紋岩は、沈み込みの結果、マントルの深部に水を運ぶ可能性があります。

太平洋プレートはIBM海溝で沈み込むため、IBMの下に何が沈み込んでいるかを理解するには、西太平洋の歴史を理解する必要があります。IBM弧系は、中期ジュラ紀から前期白亜紀の リソスフェアを沈み込ませており、北では新しいリソスフェア、南では古いリソスフェアがあります。現在IBM沈み込み工場で処理されている沈み込み物質の組成を直接知ることはできません。沈み込み帯の現在深さ130kmにあるものは、400万年から1000万年前に海溝に入りました。しかし、西太平洋の海底海洋地殻（堆積物、地殻、マントルリソスフェア）の組成は十分に体系的に変化しているため、IBM海溝の東側の海底にあるものを調べることで、現在何が処理されているかを大まかに理解することができます。

IBM 弧系の東側の太平洋プレート海底は、小笠原海台によって隔てられた、水深が「滑らかな」北部と水深が険しい南部に分けられる。これらの大規模な変化は、南北に異なる地質学的歴史を示している。特徴のない北部は、ナジェージダ海盆が占めている。南部では、海山、環礁、島々の大まかな配列により、西北西 - 東南東方向に延びる 3 つの大きな海山列 (Winterer 他、1993 年) が定義されている。マーカス島-ウェーク島-小笠原海台、マゼラン海山列、カロリン諸島海嶺である。最初の 2 つの海山列は白亜紀に海嶺外火山活動によって形成されたが、カロリン諸島海山列は過去 2,000 万年の間に形成された。これらの山脈の間には 2 つの重要な盆地があります。マーカス・ウェーク山脈とマゼラン山脈の間にはピガフェッタ盆地があり、マゼラン山脈とカロリン山脈の間には東マリアナ盆地があります。

西太平洋の海底の年代は、地磁気逆転のタイムスケールと相関する海底磁気異常から解釈され、Nakanishi、Tamaki & Kobayashi 1992海洋掘削計画の 科学的掘削によって確認されました。 関心領域では、3 つの主要な磁気異常のセットが確認されています。 これらの線構造セットはそれぞれ、M シリーズ (ジュラ紀中期から白亜紀中期) の磁気異常で構成されており、基本的には太平洋プレートの「成長年輪」です。 これらの異常セットは、小さく、ほぼ三角形の太平洋プレートが 3 つの海嶺に沿って広がることで成長したことを示しています (Bartolini & Larson 2001)。 識別可能な最も古い線構造は、M33 から M35 (Nakanishi 1993)、またはおそらく M38 (Handschumacher et al. 1988) です。 これらの線構造と古い地殻がどれくらい古いかを言うのは困難です。年代が割り当てられている最古の磁気線構造は M29 (157 Ma; (Channell et al. 1995)) です。M29 と同じぐらい古い磁気線構造は他の海洋では知られておらず、M29 線構造の内側にある西太平洋の領域、つまり M29 より古い地殻は 3x106 km ²のオーダーで、米国の約 3 分の 1 の広さです。ODP サイト 801 は M29 よりかなり古い海底にあり、そこにある MORB 基盤岩は 167±5 Ma の Ar-Ar 年代をもたらしました (Pringle 1992)。サイト 801C の最古の堆積物は中期ジュラ紀、 カロビアン、または

白亜紀の太平洋の海底拡大は、より東西方向の「テチス」方向から現代の南北方向の傾向へと進化しました。これは、白亜紀中期、つまり白亜紀スーパークロンまたは静穏帯として知られる磁気反転の欠如を特徴とする約 3500 万年から 4000 万年前の期間に起こりました。その後、太平洋盆地に対する南北方向の拡大海嶺の位置は、白亜紀と第三紀を通じて次第に東に移動し、その結果、太平洋の現在の顕著な非対称性が生じ、東太平洋の海底は非常に新しく、西太平洋の海底は非常に古いものとなりました。

IBM海溝に運ばれる堆積物は、地球最古の海底の一部であることを考えると、厚くはない。海山から離れた遠洋性堆積物は、炭酸塩をほとんど含まないチャートと遠洋性粘土が大部分を占める。炭酸塩は、この地域の南部に多いギヨの近くで重要だ。日本付近に堆積した火山灰とアジア黄土、および比較的浅いカロリン海嶺とカロリンプレートに関連する炭酸塩堆積物を除いて、新生代の堆積物は重要ではない。この侵食または堆積しない原因は、おそらく強い海底流である。

IBM 弧の北部と南部の下に沈み込んでいる堆積物の組成は、南部の白亜紀の海嶺外火山性堆積物が北部には存在しないため、大幅に異なります。プレート内火山活動の激しいエピソードに関連する溶岩と火山砕屑物は、白亜紀スーパークロンと時間的にほぼ一致しています。海嶺外火山活動は、オントン-ジャワ高原に近づくにつれてますます重要になりました。東マリアナ盆地とピガフェッタ盆地には 100～400 m の厚さのソレアイト 岩床があり(Abrams 他 1993)、ODP サイト 462 近くのナウル盆地には少なくとも 650 m のソレアイト岩流とソレアイト岩床があります。Castillo、Pringle、Carlson 1994 は、この地域がナウル盆地と東マリアナ盆地における中期白亜紀の拡大システムの形成を反映している可能性があることを示唆しています。さらに北では、このエピソードに関連する堆積物は、DSDP サイト 585 や ODP サイト 800 および 801 に保存されているような、新興火山島から流出したアプチアン-アルビアン火山砕屑性タービダイトの厚い層で構成されています。数百メートルの火山砕屑性堆積物は、おそらく東マリアナとピガフェッタ盆地とその周辺の堆積層の特徴です。さらに北の DSDP サイト 196 と 307、および ODP サイト 1149 では、中期白亜紀の火山活動の証拠はほとんどありません。アプチアン - アルビアン火山エピソードは、現在の北緯 20 度以南の地域にほぼ限定されていたようです。古地磁気とプレート運動学の考察から、この広大な海嶺外火山活動地域は現在のポリネシア付近に位置しており、今日では海嶺外火山活動、浅い海底地形、薄い岩石圏は「スーパースウェル」として知られています (Menard 1984; McNutt 他 1990)。

上の図は、伊豆・小笠原セグメントの東にある国際深海掘削計画（ODP）地点1149で掘削された典型的な堆積物を示しています。ODP地点1149で掘削された堆積物は厚さ約400 mで、1億3400万年前のものです。堆積セクションは典型的な遠洋性 地層で、主に白亜紀に堆積しましたが、前期白亜紀の海洋地殻の基盤の上に過去700万年（新第三紀後期）にも堆積しました。最下部は炭酸塩とチャートで、次の層はチャートに非常に富み、3番目の層は粘土に富んでいます。その後、長い堆積休止期間が続き、約650万年（中新世後期）に堆積が再開され、火山灰、粘土、風で運ばれた塵が堆積しました。マリアナセグメントの東側の地層は、伊豆・小笠原セグメントの下に沈み込んでいる地層とは異なり、前期白亜紀のプレート内火山岩と洪水玄武岩がはるかに豊富です。レグ 129 と 185 の間に、ODP サイト 801C で約 470 メートルの海洋地殻が貫通されました。これらは、低温熱水変質の影響を受けた典型的な中央海嶺玄武岩です。この地殻は、厚さ 3 メートルの明るい黄色の熱水鉱床と、約 60 メートルの 157.4±0.5 Ma のアルカリかんらん石玄武岩で覆われています( Pringle 1992)。

IBM システムの深部構造は、さまざまな地球物理学的手法を使用して画像化されています。このセクションでは、これらのデータの概要を示し、深さ 200 km を超えるマントル構造について説明します。

地震活動の空間パターンは、沈み込むリソスフェアスラブの位置を特定し、その形態とレオロジーを理解するために不可欠であり、これは特にIBM和達・ベニオフ帯（WBZ）に当てはまります。勝又とサイクス（1969）は、IBM WBZの最も重要な特徴を初めて概説しました。彼らの研究は、南マリアナ諸島の下に深発地震帯を検出し、南IBMの下に沈み込む太平洋リソスフェアの深部垂直特性に関する最初の制約のいくつかを提供しました。彼らはまた、海溝が収束ベクトルとほぼ平行に傾斜している伊豆小笠原海溝とマリアナ海溝の接合部に隣接する火山諸島の下に、浅部地震活動（≤70 km）が減少し、深部（≥ 300 km）地震がない領域を発見しました。

さらに最近では、Engdahl、van der Hilst、Buland 1998 が、より正確な発生場所を含む地震カタログを提供しました (図 10)。このデータセットは、北部 IBM の下では、WBZ の傾斜が南に向かって約 40° から約 80° まで滑らかに急峻になり、地震活動が深さ約 150 km から約 300 km の間で減少していることを示しています (図 11a ～ c​​)。中央 IBM (25°N 付近、図 11c) の下の沈み込んだスラブは、地震活動の減少によって特徴付けられますが、それでも南に向かってより垂直な配向が持続しています (図 11d ～ f)。ここでは深さ 300 km 以上の地震イベントとして定義される深発地震は、IBM 弧システムの一部の下でよく見られます (図 10、11)。IBM システムでの深発イベントは、トンガ、フィジー、ケルマディック、南米など、深発地震活動のある他のほとんどの沈み込み帯よりも頻度が低いです。北部 IBM の下では、深発地震活動は南に約 27.5°N まで広がっており、約 22°N の深さ 275 km から 325 km の間に小さな地震ポケットが存在します。南部 IBM の下の約 21°N から約 17°N の間には狭い帯状の深発地震がありますが、これより南では深発地震は極めて少ないです。初期の研究では、地震活動がスラブの上部境界を区切っていると想定されていましたが、最近の証拠では、これらの地震の多くがスラブ内で発生していることがわかりました。たとえば、Nakamura らによる 1998 年の研究では、最北端の IBM 領域の下で発生する一連の地震は、沈み込むプレートの上部から約 20 km 下で発生しています。彼らは、準安定オリビンがよりコンパクトなスピネル構造に変化するときに発生する変換断層が、この地震活動ゾーンを生み出すと提案しています。実際、深発地震の断層メカニズムは激しく議論されているトピックであり (例: Green & Houston 1995)、まだ解決されていません。二重地震帯（DSZ）はIBM沈み込み帯のいくつかの場所で検出されていますが、そのスラブ内の位置やその存在の解釈は大きく異なります。サモウィッツとフォーサイス（1981年）は、IBM南部の地下で、深さ80kmと120kmのDSZを発見しました。2つのゾーンは30～35km離れています。地震の震源メカニズムは、ほとんどのイベントが発生する上部ゾーンが下向きの圧縮状態にあり、下部ゾーンが下向きの伸張状態にあることを示している。この DSZ は、スラブの曲率が最も大きい深さに位置し、より深くなるにつれて、より平面的な形状に曲がる。Samowitz と Forsyth 1981 は、スラブの上部 150 km での曲がりの回復または熱応力が地震活動の主原因である可能性があると示唆した。北部 IBM については、Iidaka と Furukawa 1994 は、深さ 300 km と 400 km の間に DSZ を検出するために、改良された地震再配置スキームを使用した。この DSZ も、上部ゾーンと下部ゾーンの間隔が 30～35 km である。彼らは、S から P への変換位相のデータと熱モデリングを解釈し、DSZ はスラブ内の準安定オリビンウェッジの変形断層によって生じると提案した。最近の研究では、沈み込むスラブの組成の変化も二重地震帯に寄与している可能性 (Abers 1996)、または DSZ がスラブ内の蛇紋岩の脱水の場所を表している可能性 (Peacock 2001) が示唆されています。

マリアナ弧地域の水深測量図 (Baker 他 2008)。北緯 12°30' から北緯 23°10' の間の火山フロント沿いに現在命名されている 51 の岩石群すべてを示しています。熱水活動または火山活動が活発な海底岩石群は赤で、活動中の陸上岩石群は緑で表示されています。活動していない海底岩石群と陸上岩石群は、それぞれ小さい黒と緑のフォントで表示されています。すべての岩石群で、カルデラ ラベルは太字の斜体で表示されています。黒い円 (直径 20 km) は、複数の岩石群からなる火山の中心を示しています。赤い実線は背弧拡大中心です。

Baker et al. 2008 は、マリアナ弧の 1370 km に沿って 76 の火山体を特定し、60 の火山中心にグループ化しました。そのうち少なくとも 26 (20 は海底) は熱水活動または火山活動を行っています。全体的な火山中心の密度は弧の 100 km あたり 4.4 で、活動的な中心の密度は 100 km あたり 1.9 です。活火山は沈み込む太平洋プレートから 80 ～ 230 km 上方にあり、約 25% は弧のマグマフロントより後方にあります。マリアナ弧沿いの火山の間隔が一定であるという証拠はありません。弧のマグマフロントに沿った火山間隔の頻度分布は、20 ～ 30 km でピークに達し、他の多くの弧に典型的な非対称のロングテール形状を示しています。最近の海底地形データを使用して初めて世界規模で行われた島弧火山の集計では、少なくとも部分的に海底にある島弧には約 700 の火山があり、そのうち少なくとも 200 は水没していると推定されました (de Ronde 他、2003)。

Baker et al. 2008 は、海洋内の弧を合わせると、全球中央海嶺システムからの熱水放出量の約 10% に相当する熱水放出をもたらす可能性があると推定しました。

南 IBM 弧系にあるグアムは、 1521 年にマゼランが太平洋を横断した壮大な航海の後に初めて上陸した場所です。ボニン諸島は、19 世紀初頭、ニューイングランドの 捕鯨業者にとって水と物資の重要な中継地でした。当時はピール諸島として知られていました。

1944年と1945年にサイパン島と硫黄島で恐ろしい戦闘が繰り広げられ、多くの若い日本兵とアメリカ兵がこれらの戦闘で命を落とした。 ジョージ・H・W・ブッシュは1945年に小笠原諸島の父島付近で撃墜された。1944年6月、12人の日本兵が、放棄された農園の監督者と魅力的な若い日本人女性とともに、アナタハン火山に7年間取り残された。小説と1953年の映画「アナタハン」はこれらの出来事に基づいている。B -29爆撃機 エノラ・ゲイは1945年に広島に最初の原子爆弾を投下するためにテニアン島から飛来した。横井庄一軍曹は1972年に隠れ場所から出てくるまで28年間グアムの荒野に潜伏していた。ブラウン・ツリー・スネークは第二次世界大戦中に偶然持ち込まれ、それ以来グアムの在来鳥類を壊滅させてきた。

• マリアナ海溝
• マリアナトラフ
• マリアナ諸島
• 南チャモロ海山

• Abers, GA (1996)。プレート構造と二重地震帯の起源。上から下への沈み込み会議、カリフォルニア州アバロン、1994年6月開催。アメリカ地球物理学連合地球物理学モノグラフ。第96巻。ワシントンDC、pp. 223–228。ISSN 0065-8448  。
• Abrams, LJ; Larson, RL; Shipley, TH; Lancelot, Y. (1993)。「西太平洋の東マリアナおよびピガフェッタ盆地における白亜紀の火山活動とジュラ紀海洋地殻」(PDF)。Prigle, MS; Sager, WW ; Sliter, WV; 他編。中生代太平洋: 地質学、テクトニクス、火山活動。地球物理学モノグラフ。第 77 巻。アメリカ地球物理学連合。pp. 77–101。ISBN 978-0-87590-036-0。
• Baker, ET; Embley, RW; Walker, SL; Resing, JA; Lupton, JE; Nakamura, K.-I.; de Rode, CEJ; Massoth, GJ (2008). 「マリアナ弧に沿った熱水活動と火山分布」J. Geophys. Res . 113 (B8): B08S09. Bibcode :2008JGRB..113.8S09B. doi : 10.1029/2007JB005423 .
• Bartolini, A.; Larson, RL (2001). 「前期から中期ジュラ紀の太平洋マイクロプレートとパンゲア超大陸」地質学29 ( 8): 735–738. Bibcode :2001Geo....29..735B. doi :10.1130/0091-7613(2001)029<0735:PMATPS>2.0.CO;2. ISSN  0091-7613.
• Castillo, PR; Pringle , MS; Carlson, RW (1994)。「東マリアナ盆地のソレアイト：白亜紀プレート内玄武岩か、オントンジャワのプルームに関連するリフト玄武岩か？」地球惑星科学レター。123 (1–3): 139–154。Bibcode :1994E&PSL.123..139C。doi : 10.1016/0012-821X(94)90263-1。
• Channell, JT; Erba, E.; Nakanishi, M; Tamaki, K. (1995). 「ジュラ紀後期-白亜紀前期および海洋磁気異常ブロックモデル」。WA Berggren、DV Kent、M.-P. Aubry、J. Hardenbol (編)。SEPM特別出版。タルサ。pp. 51–63。{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません 発行者 (リンク)^{[永久リンク切れ‍ ]}
• DeMets, Charles; Gordon, RG; Argus, DD; Stein, S. (1994). 「地磁気反転時間スケールの最近の改訂が現在のプレート運動の推定に与える影響」(PDF)。Geophys . Res. Lett . 21 (20): 2191–2194. Bibcode :1994GeoRL..21.2191D. doi :10.1029/94GL02118.
• de Ronde, CEJ; Massoth, GJ; Baker, ET; Lupton, JE (2003)。「火山弧に関連する海底熱水噴出」。Simmons, SF; Graham, IJ (編)。「火山、地熱、鉱石形成流体: 地球内部のプロセスの支配者および証人」。経済地質学者協会特別出版第 10 巻。pp. 91–110。
• Engdahl, ER; van der Hilst, RD; Buland, R. (1998). 「改良された移動時間と深さ決定手順によるグローバル遠地地震再配置」(PDF) .米国地震学会紀要. 88 (3): 722–743. Bibcode :1998BuSSA..88..722E. doi :10.1785/BSSA0880030722. hdl :1874/7873. S2CID  13363278. 2010-08-06 にオリジナル(PDF)からアーカイブ。
• Gradstein, FM; Ogg, JG; Smith, AG 編 (2005)。A Geologic Time Scale 2004。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0-521-78673-7。
• Green, II , Harry W.; Houston, Heidi (1995 年 5 月)。「深発地震のメカニズム」(PDF)。Annual Review of Earth and Planetary Sciences。23 : 169–213。Bibcode : 1995AREPS..23..169G。doi :10.1146/ annurev.ea.23.050195.001125。^{[永久リンク切れ‍ ]}
• Handschumacher, D; Sager, WW ; Hilde, TWC; Bracey, DR (1988)。「太平洋プレートの白亜紀前期のテクトニック進化と地磁気極性反転のタイムスケールの延長、およびジュラ紀の「静穏地帯」の起源への影響」「テクトノフィジックス. 155 (1–4): 365–380. Bibcode :1988Tectp.155..365H. doi :10.1016/0040-1951(88)90275-2.
• 勝又守、サイクス、LR（1969）。「西太平洋の地震活動とテクトニクス：伊豆・マリアナ・カロリン諸島および琉球・台湾地域」。地球物理学研究ジャーナル。74 （25）：5923–5948。Bibcode ： 1969JGR ....74.5923K。doi ： 10.1029/ JB074i025p05923。
• 飯高隆志;古川良次（1994年2月25日） 「伊豆・小笠原海溝帯における深部地震の二重地震帯」科学。263 (5150): 1116–1118。Bibcode :1994Sci...263.1116I。土井：10.1126/science.263.5150.1116。PMID  17831624。S2CID 20494446  。
• McNutt, MK; Winterer, EL; Sager, WW ; Natland, JH; Ito, G. (1990). 「ダーウィン海膨: 白亜紀のスーパースウェル?」.地球物理学研究レター. 17 (8): 1101–1108. Bibcode :1990GeoRL..17.1101M. doi :10.1029/GL017i008p01101.
• McCaffrey, Robert (1996). 「前弧における現代の弧平行ひずみ速度の推定」(PDF) .地質学. 24 (1): 27–30. Bibcode :1996Geo....24...27M. doi :10.1130/0091-7613(1996)024<0027:EOMAPS>2.3.CO;2. 2011-07-20にオリジナル(PDF)からアーカイブ。
• Menard, HW (1984). 「ダーウィン再演」.地球物理学研究ジャーナル: 固体地球. 89 (B12): 9960–9968. Bibcode :1984JGR....89.9960M. doi :10.1029/JB089iB12p09960.
• 中村 剛志、中野 郁、藤森 秀、袁 剛 (1998)。「200 Hz 海洋音響トモグラフィーシステムによる海洋現象の 3D 構造のリアルタイム観測」。第 17 回海洋力学および北極工学に関する国際会議。ポルトガル、リスボン。1998 年 7 月 5 ～ 9 日開催。p. 8。
• 中西 正之 (1993)。「北西太平洋における 5 つの断裂帯の表現」。Prigle, MS、Sager, WW 、 Sliter, WV、他編。中生代太平洋: 地質学、テクトニクス、火山活動。地球物理学モノグラフ。第 77 巻。アメリカ地球物理学連合。pp. 121–136。ISBN 978-0-87590-036-0。
• 中西 正夫; 玉木 憲; 小林 憲 (1992). 「西中部太平洋におけるジュラ紀後期から白亜紀前期の磁気異常線状構造」.地球物理学ジャーナルインターナショナル. 109 (3): 701–719. Bibcode :1992GeoJI.109..701N. doi : 10.1111/j.1365-246X.1992.tb00126.x .
• Oakley, AJ; Taylor, B.; Moore, GF (2008). 「中央マリアナと伊豆・小笠原前弧の下の太平洋プレートの沈み込み: 古い縁からの新たな洞察」.地球化学、地球物理学、地球システム. 9 (6): n/a. Bibcode :2008GGG.....9.6003O. doi : 10.1029/2007gc001820 .
• Peacock, SM (2001). 「二重地震帯の下面は沈み込み海洋マントルの蛇紋岩の脱水によって生じたのか?」(PDF) .地質学. 29 (4): 299–302. Bibcode :2001Geo....29..299P. doi :10.1130/0091-7613(2001)029<0299:ATLPOD>2.0.CO;2. ISSN  0091-7613.^{[永久リンク切れ‍ ]}
• Plank, T.; Kelley, KA; Murray, RW ; Stern, LQ (2007 年 4 月 3 日)。「伊豆・小笠原海溝で沈み込む堆積物の化学組成」。地球化学、地球 物理学、地球システム。8 (4): Q04I16。Bibcode : 2007GGG .....8.4I16P。doi : 10.1029/2006GC001444。ISSN 1525-2027。
• Pringle, MS (1992)。「西太平洋、レグ 129、地点 800、801、802 で採取された玄武岩基盤の放射年代」RL Larson、Y. Lancelot、他 (編)。海洋掘削プロジェクトの議事録、科学的成果、カレッジ ステーション。363 ～ 372 ページ。
• Samowitz, I.; Forsyth, D. (1981). 「マリアナ諸島弧下の二重地震帯」J. Geophys. Res . 86 (B8): 7013–7021. Bibcode :1981JGR....86.7013S. doi :10.1029/JB086iB08p07013.
• Scholz, CH; Campos, J. ( 1995). 「沈み込み帯における地震分離と背弧拡大のメカニズムについて」。Journal of Geophysical Research: Solid Earth。100 ( B11): 22, 103–22, 115。Bibcode : 1995JGR ...10022103S。doi : 10.1029 /95jb01869。
• Seno, T.; Stein, S.; Gripp, AE (1993). 「NUVEL-1 と地質データと一致するフィリピン海プレートの運動モデル」(PDF) . J. Geophys. Res . 98 (B10): 17, 941–17, 948. Bibcode :1993JGR....98...17W. doi :10.1029/93jb00782. 2016-03-03 にオリジナル(PDF)からアーカイブ。2010-08-16に取得。
• Stern, Robert J. (2002). 「沈み込み帯」(PDF) . Reviews of Geophysics . 40 (4): 1012. Bibcode :2002RvGeo..40.1012S. doi :10.1029/2001RG000108. S2CID 247695067. 2017-08-29に オリジナル(PDF)からアーカイブ。2010-08-15に取得。
• スターン、ロバート J.; ブルーマー、SH (1992)。「沈み込み帯の初期段階: 始新世の伊豆・小笠原・マリアナ弧とジュラ紀のカリフォルニア弧の例」。地質学協会誌。104 ( 12): 1621–1636。Bibcode :1992GSAB..104.1621S。doi :10.1130/0016-7606(1992)104<1621:SZIEFT>2.3.CO;2。
• Stern, RJ; Fouch, MJ; Klemperer, S. (2003)。「伊豆・小笠原・マリアナ沈み込み工場の概要」(PDF)。J. Eiler、M. Hirschmann (編)。沈み込み工場の内部。地球物理学モノグラフ。第 138 巻。アメリカ地球物理学連合。pp. 175–222。ISBN 978-0-87590-997-4. 2016年11月27日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2010年8月16日閲覧。
• Von Huene, Roland; Ranero, CR; Vannucchi, P. (2004). 「沈み込み侵食の一般的なモデル」(PDF) .地質学. 32 (10): 913–916. Bibcode :2004Geo....32..913V. doi :10.1130/G20563.1. 2011-06-14 にオリジナル(PDF)からアーカイブされました。
• Winterer, EL; Natland, JH; Van Waagsbergen, RJ; Duncan, RA; McNutt, MK; Wolfe, CJ; Silva, IP; Sager, WW; Sliter, WV (1993)。「北西太平洋の白亜紀ガイヨット：その地質と地球物理学の概要」。Prigle, MS; Sager, WW ; Sliter, WV; 他編。中生代太平洋：地質、テクトニクス、火山活動。地球物理学モノグラフ。第 77 巻。アメリカ地球物理学連合。pp . 307–334。ISBN 978-0-87590-036-0。

• [1] – NOAAのマリアナ弧における2006年の環太平洋火山帯調査 – ビデオを含む
• [2] – NOAAのマリアナ弧における2004年の環太平洋火山帯調査 – ビデオを含む
• [3] – NOAAのマリアナ弧における2003年の環太平洋火山帯調査 – ビデオを含む
• [4] – ダウンロード可能なプレゼンテーションやポスターを含む、2007年のIBM弧に関する地質科学会議に関する情報。