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モロッコの中新世の湖 – 安定同位体と堆積物分析からの新しい洞察

ハイ アトラス山脈は北アフリカで最も高い山で、モロッコの大西洋岸からチュニジアの地中海沿岸まで続き、長さは 2500 km を超え、ツブカル山の最高標高は 4167 m に達します。これらの山々の大きな起伏は、地中海の北とサハラ砂漠を南に分ける重要な分水界を作り出しています。

これらの山は表面的には他の鎖のように見えるかもしれませんが、これらの山は、典型的な大陸同士の衝突における別々の構造プレートの衝突の結果として形成されたものではありません.代わりに、高アトラス山脈は「大陸内」の山岳地帯と見なされます。これは、より広いプレート運動の変化の結果として、リフトされた地殻の初期の領域 (今日の東アフリカ リフトに似ています) が拡張から圧縮に移行したときに形成されました。

この地殻変動の「反転」はよく理解されていますが、造山イベントのタイミングと進行についてはまだ議論が続いており、一部の科学者は始新世から漸新世 (~55 – 30 Ma )、一時停止してから 5 Ma 頃に再開します。他の人は始新世から現在までの継続的な隆起のより単純な歴史を示唆しています.

隆起のタイミングと進行を理解することは、西地中海の地殻変動のモデルにとって重要であるだけでなく、サハラ砂漠の乾燥化のタイミングを理解するためにも重要です。これは、降雨に対する地形学的障壁としての高アトラスの形成によって影響を受けることは間違いありません。

最近、プリマス大学 (英国) のサラ ボールトンとスティーブン グライムズ、および現在はカリフォルニア大学マーセド校のジャスティン バンデベルデが、重要な中新世におけるこの地域の進化をさらに理解しようと試みました。この研究は、アトラス山脈の南、隣接するワルザザート盆地に中新世後期 (~ 13 – 5 Ma) に堆積した堆積物の特徴と化学に焦点を当てました。以前は、これらの石灰岩は、水文学的に閉鎖された盆地、つまり川が流れ込んでいるが流出していない湖に堆積したと考えられていました。山の成長が一時停止するという考えを正当化するために使用される重要な証拠。しかし、その環境仮説を裏付ける地球化学データは存在しませんでした。

石灰岩は炭酸カルシウム (CaCO3 )、石灰岩を構成する炭素同位体と酸素同位体の比率は、これらの堆積岩の堆積と形成に影響を与えるさまざまな気候的および生物的要因に関する情報を記録します。 18O と 16O の比率 (δO) は、降水量、蒸発量、および河川集水域の標高の影響を受けますが、13C と 12C の比率 (δC) は、水域での炭素の滞留時間、および量と種類に影響されます。堆積物に取り込まれた植生。 Talbot (1990) は、これらの 2 つの要因を調べることで、炭酸塩が水文学的に閉じた湖に堆積するか、水文学的に開いた湖 (流入と流出) に堆積するかによって、炭素同位体と酸素同位体の比率が劇的に異なることを示しました。開放系では、2 つの同位体比 (データ クラスター) の間に傾向はありませんが、閉鎖系では通常、炭素同位体比と酸素同位体比の間に明確な正の線形関係があります。

したがって、これらの比率の分析は、石灰岩の堆積物の特徴の調査と併せて、堆積が閉じた湖で行われたか、開いた湖で行われたかを明らかにすることができます。分析用のサンプルは、約 700 万年の期間にわたる 5 つの場所から選択されました。この結果は、堆積物形成の初期の時期に湖が実際に水文学的に閉鎖されていたことを示しており、以前の研究を支持しています。しかし、~ 9.5 Ma で同位体と堆積物の特徴が劇的な変化を遂げ、この時期に湖が水文学的に開放されたことを示しています。

ワルザザート盆地の水文学におけるこの重大な変化は、盆地への堆積物と水の供給の増加、流出川による盆地の捕獲、または地盤沈下と隆起の速度に影響を与える構造体制の変化の結果である可能性があります。これらの異なる原動力の競合する影響を解明する作業が進行中ですが、モロッコの中新世後期が以前考えられていたほど地質学的に静かではなかったことは明らかです。

参考文献:

<オール>
  • Talbot, M.R., 1990. 初生湖沼炭酸塩における炭素と酸素の同位体比の古水文学的解釈のレビュー。化学地質学 80 (4), 261–279.

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