A Domain-Based Evolution Model for Red Sea: New Sea-Floor Spreading Evidence
本研究は、多角的な地球物理学的および層序学的データを統合することで、中央紅海における海洋地殻が中央海嶺谷から約125 kmにわたって延びていることを示し、これは1,000万年から2,400万年前の長期にわたる拡大フェーズの間にアラビアプレートとヌビアプレートの完全な分離が起こったことを示唆しており、それによって当該盆地の進化の枠組みを再定義するものである。
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紅海の波の下深くでは、地球の地殻によるスローモーションのドラマが繰り広げられている。数十年にわたり、地質学者たちはこの狭い水域を天然の実験室として観察し、大陸がいかにして分裂して新しい海洋を形成するのかを理解しようと試みてきた。海底拡大として知られるこのプロセスは、地球の外殻が引き離され、マントルから上昇した溶融岩石が凍りついて新しい地殻となることで起こる。紅海南部では、このプロセスはよく理解されている。つまり、陸地は明らかに分裂しており、中央部には若い海洋底が形成されている。しかし、北へ向かうにつれて、その姿は不透明になる。新しい海洋底が北の海岸線まで到達しているのか、それとも途中で止まり、盆地の残りの部分を元の大陸岩石が引き伸ばされ薄くなったものとして残しているのかについて、科学者の間では長年議論されてきた。この答えが重要である理由は、それがアラビアプレートとアフリカプレートが最終的にどのように、そしていつ分離し、地域全体の地理を再形成したのかを正確に教えてくれるからである。
カミス・ファフルードとアーメド・エル＝バルクーキーによる新しい研究は、紅海を単一の均質な特徴としてではなく、異なる歴史を持つ明確なゾーンの集合体として扱うことで、この不確実性を打破している。研究者たちは、海底の深さのマップ、地球磁場の測定値、重力測定、そして深部地震探査という幅広い手がかりを組み合わせ、水面下やそれを覆う厚い塩の層の下に何が存在するのか、詳細な3D画像を構築した。彼らは、紅海が確かに3つの明確なセクションに分かれており、それぞれがその誕生の物語の異なる部分を語っていることを発見した。南部セクションは最も活動的であり、新しい海洋地殻が現在誕生している狭く明確に定義された溝が存在する。中央セクションへと北上すると、物語は劇的に変化する。ここでは、証拠は、現在海底を覆っている巨大な塩の堆積物が堆積されるずっと前に形成された、より古く広い海洋底を示している。
この研究の中心的な発見は、紅海中央部の海洋底がこれまで考えられていたよりもはるかに広範囲に及んでいるということである。磁気縞模様（岩石が冷却される際に凍りついた地球磁場の化石記録）のパターンを分析することで、研究者たちは、中央のリッジから海岸線に向かって約125キロメートルにわたって広がる新しい地殻の広いゾーンを特定した。このゾーンは単なる細い帯ではなく、2000万年から2400万年の期間にわたって形成された、高密度の火山岩の広く連続したシートである。このタイムラインは、塩の層が盆地の歴史の中で後に堆積したのに対し、海洋がより早い時期に形成され始めたことを示唆している。研究者たちは、この古代の地殻成長が着実なペースで行われ、地域が真の海洋ではなく依然としてリフトバレーであった時期である、およそ2300万年前のマイオセ期に先立つ広い土台を作り出したと算出した。
これを裏付けるために、チームは、この岩石が単に引き伸ばされた大陸地殻や孤立した火山島ではないことを排除するための他の兆候を探した。彼らは、磁気パターンが中央の軸の両側で互いに鏡合わせのように特定の対称的な方法で構成されていることを見出した。これは、広がる海洋底の特徴である。また、岩石を伝わる音波の速度も確認した。中央ゾーンは高密度の海洋岩石に典型的な速度を示したが、北の海岸に近い領域は、より軽い引き伸ばされた大陸岩石に典型的な速度を示した。さらに、彼らは陸地から海へと続く古代の断層線を辿り、これらの地質学的な傷跡が新しい海洋底の境界と完璧に一致することを発見した。これは、地殻の古代の弱点が、どこに新しい海洋が形成されるかを導いたことを示唆している。
この研究はまた、なぜ紅海の北部が異なって見えるのかについても明らかにしている。ソル・ハメド縫合帯として知られる特定の地質学的境界の北では、明確な磁気パターンは消失し、岩石は真の海洋というよりも引き伸ばされた大陸のように振る舞う。ここでは、地殻はより薄く、より断片化されており、新しい海洋底はまだ完全には形成されていない。これは、紅海がジッパーのように一度に開いたのではなく、段階的に開いたことを意味している。すなわち、南部と中央のセクションが先に真の海洋となり、北部セクションはまだ分裂の過程にあるということである。研究者たちは、紅亜ナイビア・シールド（紅海が形成されるずっと前に存在した巨大な地質構造）の古代の構造がテンプレートとして機能し、どこに新しい海洋底が形成され、どこに形成されないかを決定づけたと主張している。
この新しいモデルは、中央紅海の海洋―大陸境界が、多くの従来の理論が示唆していたよりもずっと現代の海岸線に近いことを示すことで、長年の論争を解決するものである。海底を覆う厚い塩の層がこれまでこの証拠を隠しており、それが海洋はより若く、より狭いという説を支持させてきた。しかし、重力および磁気データを用いて塩の層を透かして見ることで、研究者たちは、数千万年もの間そこに存在してきた隠された古代の海洋底を明らかにした。研究結果は、紅海が南部および中央部において成熟した海洋であり、その広がり（スペッディング）の歴史が、今日目に見える狭い軸状の溝が示唆するよりもはるかに複雑で長期的なものであることを示唆している。この研究は、地球の地殻がいかに「新しい創造の力」と「地下にある古代の岩石の深い継承された弱点」の両方によって形作られ得るかを示す、過去へのより明確な地図を提供している。
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