研究者らが山の建設方法を再考する理由を発見

主導した研究コロラド州立大学 (CSU) は、山がどのように、そしてなぜ形成されるのかについての答えは、これまで考えられていたよりも深く埋もれていると示唆しています。

筆頭著者でCSU地質科学助教授のショーン・ガレン氏は、「造山は地球がどのように行動するかの基本的なプロセスである。そしてこの研究は、私たちがそれを思ったほど理解していないかもしれないことを示唆している」と語った。

ガレン氏と彼のチームは、景観を利用してイタリア南部における長期にわたる造山の歴史を再構築するための新しいデータセットと技術を生成しました。 ガレン氏によると、彼らの斬新なアプローチはいくつかの「混乱を招く」結果をもたらしたという。

イタリア南部のカラブリア州のような沈み込み帯では、1 つの構造プレートが別のプレートの下に潜り込みます。 これらの山々は、地球の地殻が崩れたり厚くなったりすることによって形成されたと考えられています。

研究チームは、数千年から数千万年にわたる地質学的に短い時間スケールと長い時間スケールを記録した測定を組み合わせた。 地殻変動の歴史の「地質テープレコーダー」のように、風景が残りを埋め尽くしました。

「南イタリアでは、風景が実際に、私たちが通常使用するさまざまな手法の間の架け橋となっています」とガレン氏は語った。

イタリア半島の「先端」に沿った平らで標高の高い地形のパッチは、山の形成がゆっくりとした時代を表しており、その下にある急な変化は急速な加速を示しています。 地形に含まれるこれらの手がかりにより、研究者らは岩石隆起の長期間継続的な記録を作成することができ、これはこの種の記録としては最長かつ最も完全な記録となる。

「プレートが時間の経過とともに他のプレートの下に潜り込む速度と、岩石の隆起の歴史との間に相関関係が見られると期待しますが、それは見当たりません」とガレン氏は語った。

地殻のしわや厚さは、カラブリア山脈の形成における別のプロセスの二次的なものであると考えられます。 データは、地球のマントルを通る下部プレートの降下と、それによるマントルの流れ場の変化が、岩石の隆起を制御する主な要因であることを示しています。

「この結果は、造山に対する私たちの典型的な見方がイタリア南部には当てはまらないことを示唆している」とガレン氏は語った。 「それは地球システムのさらに深いところにあるものによって制御されているようです。この行動は模型では見られましたが、自然界では決して見られませんでした。私たちがそれを観察したと思われるのはこれが初めてです。」

ガレン教授は、彼らの解釈が正しいかどうかを確認するにはさらに多くのデータが必要だが、それは既存の数値モデルによって裏付けられていると警告した。 科学者らはこれまで、山の高さを地球の塑性流動マントル内のプレート相互作用と関連付けてきたが、今回の研究は、このメカニズムが沈み込み帯での山づくりの支配的な力であることを初めて示した。

「私たちが作成した記録は、地球深部の信号が地表で起こっていることを支配しているようであることを示唆しています」とガレン氏は述べた。 「私は地中海で15年間働いてきましたが、この結果はこれらの沈み込み帯に対する私の考え方を大きく変えました。」

この研究のために開発された新しい技術は、長期の岩石隆起の歴史を構築する上で画期的な進歩をもたらします。

研究チームは、熱年代学、宇宙生成核種、岩盤の河川断面図、海洋段丘で見つかった過去の海面の記録など、標準的な地形学的測定結果のコレクションに基づいて統一フレームワークを作成しました。 この新しいアプローチは、他の方法よりもさらに時間を遡り、さまざまなデータセットを使用して独自の方法でモデリングを制限します。

この方法は、現代の風景がその歴史への手がかりを提供するアクティブなシステムに最もよく適用されます。 システムが活動していた時代が地質時代に遡るほど、その歴史を自信を持って再構築することが難しくなります。

この研究のために開発され、Nature Geoscience に掲載されたソフトウェアは、他の研究者が自由に利用できます。 ガレン氏は、新しい技術が他の分野の研究や発見を刺激することを期待している。

この研究の共著者は、ニッキ M. シーモア、クリストフ グロッツバッハ、ダニエル F. ストックリ、ポール オサリバンです。 地球科学学科はワーナー天然資源大学にあります。

- このプレスリリースはもともとコロラド州立大学のウェブサイトに掲載されたものです