地殻変動 ハンガイ山脈 テクトニックプレート

モンゴル中央部にそびえる謎の山脈

モンゴル中央部に位置するハンガイ山脈は、標高4キロに達するドーム状の山脈だ。同地域の気候形成に大きな影響を与える一方で、その成因は従来の造山帯とは異なる謎とされてきた。

中国科学院広州地球化学研究所の Pengfei Li 博士は、同山脈の形成メカニズムについて以下のように説明する。

「ハンガイ山脈は、太平洋プレート境界から約5,000キロも離れた場所に位置しています。通常の造山帯とは異なり、なぜこのような山脈が存在するのか、これまで理解が困難でした」

地殻の跳ね返りが形成の鍵に

Li 博士率いる研究チームは、地球化学的証拠に基づき、ハンガイ山脈の形成過程を解明した。研究によると、同山脈の下にはかつて、U字型に湾曲したテクトニックプレートが存在していたという。

この湾曲部では、リソスフェア（地殻と上部マントルの固い層）が異常に厚くなり、やがてその一部がマントルに沈み込む「フォンダリング」現象が発生。その結果、地殻が軽くなり、跳ね返るように隆起してハンガイ山脈が形成されたとされる。

6,000キロに及ぶモンゴル・オロクライン

テクトニックプレートは決して rigid（硬直的）なものではなく、互いに押し合うことで湾曲や折りたたみが発生する。このような湾曲部は「オロクライン」と呼ばれ、世界各地で確認されている。

モンゴル・オロクラインは全長約6,000キロに及び、その最も湾曲した部分にハンガイ山脈が位置する。研究チームは、2018年から2026年にかけて実施した現地調査で、同山脈から採取した岩石サンプルを分析。その結果、1億2,400万年から1億1,400万年前の白亜紀前期に火山活動があったことを突き止めた。

Li 博士は、この発見について以下のように述べている。

「1億2,000万年前の火山活動は、モンゴルでこれまで報告されておらず、今回が初めての発見です」

リソスフェアの厚み変動が形成要因

研究チームは、岩石サンプルの主要・微量元素分析を実施し、岩石が地表から80キロ下のリソスフェアで形成されたことを明らかにした。現代のリソスフェアは平均70キロ程度の厚さであるため、当時のリソスフェアが極めて厚かったことが示唆される。

研究成果は、米国の学術誌 Geology に 2024年4月に掲載された。Li 博士は、以下のように総括する。

「リソスフェアの根元が厚すぎると、長期的には不安定になります。やがてその一部がちぎれてマントルに沈み込み、融解することで地殻が跳ね返り、ハンガイ山脈が形成されたのです」

今後の研究への期待

今回の研究成果は、地球のテクトニック活動が山脈形成に与える影響を再考するきっかけとなる。特に、リソスフェアの厚み変動が地殻運動に与える影響について、さらなる解明が期待される。

出典: Eos Science News
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