テフラ年代学

テフラ年代学は、テフラ(単一の噴火による火山灰)の個別の層を使用して、古環境または考古学的記録を配置できる年代順の枠組みを作成する地質年代学の手法です。このように確立されたイベントは、「テフラ層」を提供します。この手法の前提は、各火山イベントが、降下物の影響を受けた地域全体で堆積物を識別できる独自の化学的「指紋」を持つ灰を生成することです。したがって、火山イベントの日付が個別に決定されると、テフラ層が時間マーカーとして機能します。これは、地層学の基本的地質学的手法の変形です。

この技術の主な利点は、火山灰層が多くの堆積物の中で比較的簡単に識別できることと、テフラ層が比較的瞬時に広い空間領域に堆積していることである。つまり、それらは正確な時間マーカー層を提供し、他の年代測定技術を検証または確証するために使用でき、場所によって大きく離れたシーケンスを、気候シーケンスとイベントを相関させる統一された年表にリンクします。これにより、「年代相当の年代測定」が実現します。^[1]

効果的なテフラ年代学には、正確な地球化学的指紋採取（通常は電子マイクロプローブを使用）が必要である。^[2]最近の重要な進歩は、LA-ICP-MS（レーザーアブレーション ICP-MS ）を使用して、個々のテフラの破片に含まれる微量元素の存在量を測定することである。 ^[3]テフラ年代学の問題の1つは、少なくとも玄武岩質テフラの場合、テフラの化学組成が時間の経過とともに変化する可能性があることである。^{[4]テフラ層位によっては、}ジルコンを指向した技術の使用が、広い範囲にわたって層を結び付け、噴火の詳細を決定する上で他のものよりも有用である。^[5]たとえば、流紋岩噴火は爆発性が非常に高いことが多いため、分布が広くなり、流紋岩のカリウム含有量が多いため、より正確な時期の決定が可能になり、堆積物の位置は堆積後の化学的変化の可能性に影響を与える。^[5]同じ噴火からのテフラやその他のサンプルにジルコン技術を適用すると、マグマの源、マグマの滞留時間、マグマ形成の地球化学的条件をよりよく理解できるようになり、噴火自体の年代測定だけでなく、マグマが最初に別々に進化した時期、または他の岩石を取り込んだ時期の年代測定も可能になる可能性がある。^[5]

テフロクロノロジーという用語は、1944年にはシグルドゥル・ソラリンソンによって使用されていたようです。^[6]ユニークな地球科学的手法に発展したこの科学研究分野の確立における重要なポイントは、1961年に彼が支持した提案が小林邦夫教授を含む日本の研究者の主導で国際的な科学グループを設立した後でした。これに先立って多くの研究が行われていましたが、当時の地質学で利用可能な技術によって制限されていました。その結果、テフラの形成はリンクされず、不正確な時期が世界的な痕跡を持つイベントと関連付けることができませんでした。

現在ではクリプトテフラ研究として知られているものは1940年代に海底サンプルで行われましたが、スカンジナビアのクリステル・パーソンが1960年代に初めてこの分野の論文を発表しました。^[6]アンドリュー・ダグモアは1989年に初めて現代の体系的な方法論を使用しました。^{[6]それ以来、研究者は}泥炭、湖沼堆積物、氷床コア、海洋堆積物、黄土、洞窟の底、岩陰や石筍、同時代の噴火堆積物の地層記録を対象としてきました。 ^[6]

初期のテフラ層位は、北ヨーロッパのプレボレアル後期の層位を形成するサクスナルヴァトン・テフラ（アイスランド起源、約 10.2 年 前）、ヴェッデ火山灰（同じくアイスランド起源、約 12.0 年前）、およびラアハー湖テフラ（アイフェル火山地帯、約 12.9 年前）と特定されています。テフラ年代学の研究に使用されてきた主要な火山には、ベスビオ山、ヘクラ山、サントリーニ島などがあります。小規模な火山活動も地質学的記録に痕跡を残すことがあります。ヘイズ火山は、アラスカのクック湾地域の6 つの主要なテフラ層の原因です。テフラ層位は、化石花粉研究（花粉学）などの陸上記録、湖沼堆積物の年縞、海洋堆積物および氷床コア記録から得られる古気候再構築を相関させ、炭素14年代測定の限界を広げるための同期チェックを提供します。

テフラ層を年代測定のマーカー層として使用する先駆者はシグルドゥル・ソラリンソンで、彼は故郷のアイスランドで発見した層の研究から始めました。^[7] 1990年代後半から、クリス・SM・ターニー（クイーンズ大学ベルファスト校、現エクセター大学）らが開発した、肉眼では見えないテフラ層（「クリプトテフラ」）を抽出する技術^[8]は、テフロクロノロジーの応用に革命をもたらしました。この技術は、微小テフラの破片とホスト堆積物マトリックスの比重の差に基づいています。この技術により、イギリス本土、スウェーデン、オランダ、スイスのソッペン湖、およびバルト海ロシアのカレリア地峡の2か所で、ヴェッデ火山灰が初めて発見されました。

また、スコットランド北部で初めて発見され、約14.4年前のボロボル・テフラ^{[8] 、}スウェーデン南部で発見され、13,900年前のカリアコ・バーブ^[9] 、スコットランド北西部で発見され、13.6年前の同等の地球化学的性質を示す微小テフラ層^[10]など、これまで検出されていなかった火山灰層も発見されました。

2010年以降、14C較正曲線やジルコンの二重年代測定などの他の年代関連データに基づいて構築されたベイズ年代モデルは、火山灰年代学をより正確に定義し続けています。^[6]

• Alloway BV、Larsen G.、Lowe DJ、Shane PAR、Westgate JA (2007)。「テフロクロノロジー」、第四紀科学百科事典(編集者—Elias SA) 2869–2869 (Elsevier)。
• Davies, SM; Wastegård, S.; Wohlfarth, B. (2003). 「ボロボルテフラのスカンジナビアへの範囲拡大と初期完新世の新たなテフラの検出」第四紀研究. 59 (3): 345–352. Bibcode :2003QuRes..59..345D. doi :10.1016/S0033-5894(03)00035-8. S2CID  59409634.
• ダグモア、アンドリュー、バックランド、ポール (1991)。「南アイスランドのテフロクロノロジーと後期完新世の土壌侵食」。アイスランドの環境変化: 過去と現在。氷河学と第四紀地質学。第 7 巻。pp. 147–159。doi : 10.1007/ 978-94-011-3150-6_10。ISBN 978-94-010-5389-1。
• Keenan, Douglas J. (2003)。「GRIP 氷床コアから採取された火山灰は Thera のものではない」(PDF)。地球化学、地球物理学、地球システム。4 (11): 1097。Bibcode : 2003GGG .....4.1097K。doi : 10.1029/2003GC000608。
• Þórarinsson S. (1970) 「中世アイスランドのテフロクロノロジー」、中世考古学の科学的方法(R. Berger 編) 295–328 (バークレー: カリフォルニア大学出版局)。

• テフラクロノロジー委員会
• USGSテフロクロノロジー技術
• テフラとテフラ年代学、エディンバラ大学
• 南極研究グループ
• 火山灰年代学と高精度分析
• テフラベース
• 国際北極ワークショップ、2004年。Stefan Wastegård他「スカンジナビアとフェロー諸島における最終氷期/間氷期遷移のテフロクロノロジーの枠組みに向けて」: (要約)