海の洞窟

海食洞は沿岸洞窟とも呼ばれ、主に海の波の作用によって形成される洞窟の一種です。主なプロセスは浸食です。海食洞は世界中に存在し、現在の海岸線に沿って活発に形成され、かつての海岸線には名残の海食洞として残っています。世界最大級の波食洞窟のいくつかはノルウェーの海岸で発見されていますが、現在は現在の海面より100フィート以上高くなっています。^[1]これらは依然として沿岸洞窟に分類されます。対照的に、タイのパンガー湾などの場所では、溶解によって形成された石灰岩の洞窟が海面上昇によって浸水し、現在は沿岸侵食にさらされており、拡大の新たな段階を迎えています。

最もよく知られている海の洞窟のいくつかはヨーロッパのものです。スコットランドのスタファ島にあるフィンガルの洞窟は、柱状の玄武岩でできた、長さ約 70 メートルの広々とした洞窟です。カプリ島の青の洞窟は、規模は小さいものの、水中の開口部を通過する光によってもたらされる、明らかに発光する水質で有名です。ローマ人は、その後ろに階段と、現在は崩壊しているが地上へのトンネルを建設しました。ギリシャの島々も、海の洞窟の多様性と美しさで知られています。イングランド、スコットランド、フランス、特にノルマンディー海岸で、多数の海の洞窟が調査されてきました。2013 年まで、知られている最大の海の洞窟は、米国西海岸、ハワイ諸島、シェトランド諸島で発見されていました。2013 年には、世界最大の海の洞窟の発見と調査が発表されました。^[2]ニュージーランド南島のオタゴ海岸に位置するマタイナカ洞窟は、長さ1.5kmで世界最大であることが証明されています。また、2013年には、クロスリーがニュージーランド北島のベセルズビーチで新たに調査された洞窟群が1km強に及ぶと報告しました。 ^[3]

沿岸洞窟は、堆積岩から変成岩、火成岩まで、さまざまな母岩で見つかりますが、火成岩の洞窟は母岩の強度が高いため、大きくなる傾向があります。ただし、以下に説明するように、注目すべき例外がいくつかあります。

海食洞が形成されるには、まず母岩に弱い部分が必要です。変成岩や火成岩の場合、これは通常、カリフォルニア州チャンネル諸島の洞窟のように断層、またはハワイのナ・パリ・コースト、カウアイ島の大きな海食洞のように岩脈です。^{[4] [5]}堆積岩の場合、これは層理面の分離、または異なる硬度の層間の接触である可能性があります。後者は火成岩でも発生する可能性があり、カリフォルニア州サンタクルーズ島の洞窟では、波が安山岩玄武岩と凝集岩の接触部を攻撃しています。^[6]

海岸沿いの洞窟の発達の原動力は波の作用です。波が岩の多い海岸を打ちつける場所ではどこでも浸食が進行していますが、海食崖に脆弱な部分がある場合、その部分では岩がより速く削り取られます。このようにして形成された亀裂に海水が達すると、限られた空間内で波や波が運ぶ岩石粒子の直接的な作用だけでなく、内部の空気の圧縮によっても大きな力が加わるため、亀裂は広がり深くなります。ブローホール（波が引くと海水の大きなしぶきが噴き出し、内部で圧縮された空気が急速に再膨張する、部分的に水没した洞窟）がこの過程を証明しています。波の水力に加えて、浮遊する砂や岩の研磨力も加わります。ほとんどの海食洞窟の壁は不規則でゴツゴツしており、岩が少しずつ砕かれる浸食過程を反映しています。しかし、洞窟の中には、壁が丸く滑らかになっている部分があり、通常は床に玉石が敷かれていますが、これは砕波帯で玉石が渦巻く動きによって生じたものです。

真の沿岸洞窟は、海食崖線が侵食されて交差して現れた内陸の洞窟や、熱帯の島の沿岸地帯に形成された溶解空洞と混同されるべきではない。ベトナムのハロン湾など一部の地域では、炭酸塩岩の洞窟が沿岸地帯で発見され、沿岸のプロセスによって拡大しているが、もともと溶解によって形成されたものである。このような洞窟はハイブリッド洞窟と呼ばれている。^[7]

雨水も海底洞窟の形成に影響を与える可能性があります。土壌から浸出した炭酸と有機酸は、亀裂内の岩石を弱める可能性があります。溶解洞窟と同様に、海底洞窟でも小さな洞窟生成物が形成されることがあります。

海の洞窟の空洞が崩壊して「沿岸陥没穴」が残ることがある。これらはオレゴン州のデビルズパンチボウルやナパリ海岸のクイーンズバスのようにかなり大きい場合がある。小さな半島や岬は両側から攻撃を受けるため、完全に貫通した洞窟があることが多く、海の洞窟トンネルが崩壊すると海岸沿いに「海の岩」が残ることがある。カリフォルニア州のアナカパ島は、このようなプロセスによって3つの小島に分割されたと考えられている。

海の洞窟内の生物も洞窟の拡大に寄与している可能性がある。例えば、ウニは岩に穴をあけて進み、何世代にもわたって洞窟の底や下壁から相当量の岩盤を削り取る可能性がある。

ほとんどの海食洞は、他の種類に比べて小さい。2014 年 7 月時点の海食洞調査をまとめると、長さが 1,000 メートルを超えるものが 2 つ、400 メートルを超えるものが 6 つ、300 メートルを超えるものが 9 つ、200 メートルを超えるものが 25 つ、100 メートルを超えるものが 108 つある。ノルウェーには、明らかに遺跡と思われる海食洞が 300 メートルを超える長さのものもいくつかある。他にも大きな海食洞が多数存在することは間違いないが、遠隔地にあることや海の条件が厳しいことから調査されていない。

比較的大きな海食洞の形成には、いくつかの要因が関係しています。脆弱な領域の性質自体も、定量化が難しいものの、確かに要因の 1 つです。より容易に観察できる要因は、海況に対する洞窟の入口の位置です。サンタ クルス島では、最大の洞窟は北西のうねりが優勢な状況に面しており、これも調査を困難にする要因です。海や風から守られた、よく保護された湾にある洞窟は小さくなる傾向があり、海が穏やかな地域の洞窟も同様です。

母岩の種類も重要です。米国西海岸とハワイの大規模な海食洞のほとんどは玄武岩の中にあり、^[8]堆積岩に比べて強固な母岩です。玄武岩の洞窟は崖の奥深くまで入り込み、表面の大部分が比較的ゆっくりと浸食されます。より弱い岩石では、弱い部分の浸食が崖面の浸食を大きく上回らない場合があります。しかし、世界最大の海食洞は、ひどく破砕されたキャバーシャム砂岩に形成されており (Barth、2013)、どの母岩が大きな海食洞を形成できるかについての私たちの認識を変えています。

時間ももうひとつの要素である。活発な沿岸域は、海面変動と地域的な隆起の相互作用により、地質時代を通じて変化する。更新世の度重なる氷河期は、海面を垂直方向に約 200 メートル変動させた。カリフォルニア チャンネル諸島では、重要な海食洞が形成されており、過去 12,000 年間の海面上昇により現在は完全に水没している。着実な隆起地域では、継続的な沿岸侵食によって非常に高い海食洞が形成されることがある。ペインテッド洞窟は、入り口の高さがほぼ 40 メートルである。ノルウェーの海岸には、現在海面から 30 メートル以上隆起した巨大な海食洞がある。これらの最大のもの (オーセンのハルヴィクシューレン、長さ 340 メートル) の堆積物の年代測定から、少なくとも 100 万年かけて形成されたことがわかる。^[9]これはおそらく、世界最長の波食洞窟である。容積が最大の洞窟はニュージーランドのプアナイツ諸島にあるリコリコ洞窟で、221,494 ^m3の広さがあります。^[10]

最後に、洞窟は大きいほど複雑になる傾向があります。海食洞の圧倒的多数は、単一の通路または部屋で構成されています。断層上に形成されたものは、峡谷のような、または非常にまっすぐな角度の付いた通路を持つ傾向があります。サンタクルーズ島のシールキャニオン洞窟では、^[要出典]入り口から 189 m 離れた洞窟の奥からでも入り口の光が見えます。対照的に、水平な地層面に沿って形成された洞窟は、天井の高さが低く、幅が広い傾向があります。一部の地域では、海食洞の上部は乾燥した状態になり、地域的な隆起によって活発な沿岸域より上に持ち上げられることがあります。

海食洞は、多数の脆弱な部分（多くの場合断層）が集まる場所では驚くほど複雑になることがある。アナカパ島（カリフォルニア州）のカタコンブ洞窟では、少なくとも 6 つの断層が交差している。^[11]カリフォルニアのチャンネル諸島のいくつかの洞窟では、長い亀裂通路がその先の大きな部屋へと開いている。これは常に、入口の通路に沿った断層とほぼ垂直に向いた 2 番目の断層の交差と関連している。洞窟に複数の入り口がある場合、洞窟はより多くの波の作用にさらされるため、比較的速く成長する可能性がある。シェトランド諸島のパパ・ストゥール沖の小島、フォグラ・スケリーの下には、並外れて大きな洞窟がある。^[12]調査はされていないが、通路の長さはほぼ 500 メートルと推定されている。ニュージーランドのマタイナカ洞窟には、波が侵入できる 12 の独立した入り口と、交差する通路が形成される多数の節理がある。

• Bunnell, DE & Kovarik, JL (2013)。「米国西海岸の沿岸洞窟の発達」。Lace, MJ & Mylroie, JE. (編)。沿岸カルスト地形。ニューヨーク: Springer。ISBN 978-94-007-5015-9。

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