地殻沈下

地殻沈下は、地殻規模の地形やジオイドに対して地球の地殻が大規模に沈下することである。^[1]断層運動によって生じた地殻プレートと収容空間の移動^[2]は、受動的境界、オーラコゲン、前弧盆地、前地盆地、大陸間盆地、プルアパート盆地など、さまざまな環境で大規模な沈下を引き起こした。沈下が発生する地殻環境では、伸張、冷却、荷重という3つのメカニズムが一般的である。^{[3] [4]}

リソスフェアが正断層またはリフト中心で水平方向に伸びる場所では、正断層系（ホルストとグラベンを形成）またはリストリック断層系のいずれかによって断層が発生するまで地殻が伸びます。これらの断層系により、領域が伸びると同時に、その厚さが減少します。薄い地殻は、厚く変形していない地殻に比べて沈下します。^[3]

リフト形成中の岩石圏の伸張/薄化は、岩石圏の地域的な狭まり（上面の標高が下がり、下面の標高が上がる）を引き起こす。その下のアセノスフェアは受動的に上昇し、薄くなったマントル岩石圏と置き換わる。その後、リフト形成/伸張期間が終了すると、この浅いアセノスフェアは数千万年かけて徐々に冷えてマントル岩石圏に戻る。マントル岩石圏はアセノスフェアマントルよりも密度が高いため、この冷却によって沈下が生じる。冷却によるこの徐々に進む沈下は「熱沈下」として知られている。^[5]

侵食や造山運動による堆積物による重量の増加、または荷重により、地殻の陥没や沈下が起こります。堆積物は、可能な限り低い標高の収容空間に蓄積されます。沈下が起こる速度は、堆積の速度と大きさによって決まります。 ^[6]対照的に、造山運動では、山の形成によって地球の地殻に大きな荷重がかかり、隣接する岩石圏地殻にたわみによる陥没を引き起こします。^[2]

これらの地域は地殻構造的に活発ではありませんが、地殻の構造的特徴により大規模な沈下が起こります。

大陸内盆地は、地殻変動的に不活発で、プレート境界に近くない、広大な面積の窪地である。^[2]このゆっくりとした長期にわたる沈下を説明するために、複数の仮説が提唱されている。^[2]パンゲアの分裂以来の長期にわたる寒冷化、盆地の縁の変形と深部地球のダイナミクスの相互作用。イリノイ盆地とミシガン盆地は、大陸内盆地の例である。これらの盆地の海岸線に沿って広大な沼地が形成されることがあり、後に石炭となる植物質が埋没する。^[7]

これらの環境では、地殻が薄くなるにつれて地殻沈下が発生する可能性があります。

リフト形成が成功すると、中央海嶺のような拡大中心^{[2]が形成され、海洋リソスフェアが形成されるにつれて海岸線から徐々に離れていきます。リフト形成の初期段階では、}受動的な境界にある地殻は隣接する地殻よりも薄くなり、沈下して収容空間を形成します。非海洋堆積物の蓄積により、収容空間に扇状地が形成されます。リフト形成が進むと、リストリック断層系が形成され、さらに沈下が起こり、海盆が形成されます。リフト形成の停止後、冷却により地殻はさらに沈下し、堆積物の堆積によりさらに地殻沈下が起こります。^[3]

オーラコゲンは大陸地殻が完全に分裂していない断裂した場所で発生します。不活性縁の形成中に発生するリソスフェアの加熱と同様に、沈下は拡大が起こるにつれて加熱されたリソスフェアがたわむことで発生します。張力がなくなると、冷却により沈下が続きます。^[2]

このような状況では、プレートが互いに衝突したり、プレートの下に潜り込んだりすることで、地殻沈下が発生する可能性があります。

プルアパート盆地は、横断張力の横ずれ断層によって形成される短命の沈下がある。中程度の横ずれ断層は伸張解放屈曲部を形成し、対向する壁が互いに引き離される。正断層が発生し、その地域で小規模の沈下を引き起こすが、断層の伝播が止まると沈下は止まる。正断層による地殻の薄化に続いて断層が伝播しなくなると、冷却が起こる。^{[2] [8]}

前弧盆地は沈み込み帯で形成され、沈み込む海洋プレートから堆積物が削り取られ、沈み込む海洋リソスフェアと上にある大陸プレートの間に付加体が形成される。このくさびと関連する火山弧の間には海底の窪みがある。付加体と火山弧の相対運動による伸張断層が発生する可能性がある。また、沈み込む冷たい水を含んだプレートによる異常な冷却効果や、アンダープレーティングによる地殻の薄化も作用している可能性がある。^[2]

前地盆地は、変形していない大陸地殻に向かって形成された大きな褶曲断層シートによって作られた屈曲性窪地である。これらは、造山運動の荷重に対するアイソスタシー反応として形成される。盆地の成長は、荷重の移動とそれに伴う堆積速度によって制御される。^[2]盆地が広いほど、沈下の大きさは大きくなる。荷重が前地のさらに奥に移動するにつれて、隣接する盆地の沈下が増加し、沈下を引き起こす。褶曲断層から浸食された堆積物は盆地に堆積し、断層帯に向かうにつれて層が厚くなり、断層帯から離れるにつれて層が薄くなる。この特徴は、不同沈下と呼ばれる。^[9]