古代の超大陸の陸塊が見つかる、ニュージーランド

新西蘭發(fā)現(xiàn)古代超大陸的陸地塊
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失われた大陸「ジーランディア」を証明する最後のピースとなるかもしれない

也許會成為證明失去的大陸“第八大陸”的最后一塊拼圖

南太平洋に、マオリ語で「テ?リウ?ア?マウイ」と呼ばれる失われた第8の大陸「ジーランディア」が隠れている?，F(xiàn)在、約490萬平方キロメートルにおよぶジーランディアの大半が海底下にあり、ニュージーランドの島々は海上に突き出たこの大陸の一部だ。
ジーランディアは最近になってその存在が科學(xué)者たちに認(rèn)められた。これまで知られている中で、最も多くの部分が海中にあり、最も薄く、最も若い大陸だ。

在南太平洋，隱匿著被稱為毛利語“Te lia?Maui”的失去的第8大陸“吉蘭迪亞”。現(xiàn)在，約490萬平方公里的吉蘭迪亞大部分都位于海底，新西蘭的島嶼是向海上突出的大陸的一部分。
最近科學(xué)家們承認(rèn)了第八大陸的存在。在迄今為止廣為人知的大陸中，它最被人所熟知的是海中最薄、最年輕的大陸。

2018年の夏、ニュージーランドの研究機(jī)関GNSサイエンスの地質(zhì)學(xué)者ローズ?ターンブル氏は、ニュージーランドで採取された細(xì)かい砂粒の中から、ジルコン（ケイ酸ジルコニウム）の小さな結(jié)晶を探し集めていた。ジーランディアがどのように形成されたのか、この結(jié)晶が謎を解くカギとなることを期待していた。
そこから明らかになったのは、思いがけない事実だった。ニュージーランドの南島とスチュワート島の下に、今から10億年も前の「超大陸」の陸塊の痕跡が隠れていたのだ。この発見は、ジーランディアがこれまで考えられていたほど新しくないことを示唆しており、大陸としての地位を強(qiáng)固にする可能性がある。

2018年夏天，新西蘭研究機(jī)構(gòu)GNS科學(xué)的地質(zhì)學(xué)家羅德·特恩布爾從新西蘭采集的細(xì)粒中，搜集了鋯石（硅酸鋯）的小結(jié)晶。吉蘭迪亞是如何形成的，人們期待著這個結(jié)晶能成為解開謎團(tuán)的關(guān)鍵。
從那里弄清楚的是一個意想不到的事實。新西蘭的南島和斯圖爾特島下，隱藏著距今10億年前的“超大陸”陸地塊的痕跡。這一發(fā)現(xiàn)暗示著吉蘭迪亞并不像之前想象的那么新，但有可能鞏固其作為大陸的地位。

ターンブル氏らによる論文は2021年5月12日付けで學(xué)術(shù)誌「Geology」に掲載された。この発見は、長年にわたり科學(xué)者たちを當(dāng)惑させてきた謎を解く助けになるかもしれない。
ほとんどの大陸は、クラトン（安定陸塊）と呼ばれる、10億年以上前にできた安定な大陸地殻の上に形成されている。ところが、これまでに見つかっていたジーランディアの大陸地殻は地質(zhì)學(xué)的に新しく、最も古い部分でも約5億年前のものだったのだ。ジーランディアが大陸であるなら、なぜクラトンがないのだろう、というのが謎だった。

塔恩布爾等人的論文于2021年5月12日在學(xué)術(shù)雜志《Geology》上刊登。這一發(fā)現(xiàn)也許有助于解開長年困擾科學(xué)家們的謎團(tuán)。
幾乎所有的大陸都形成在10億多年前形成的穩(wěn)定的大陸地殼上，被稱為穩(wěn)定陸地塊。然而，迄今為止發(fā)現(xiàn)的吉蘭迪亞大陸地殼在地質(zhì)學(xué)上是新的，最古老的部分也是大約5億年前的。吉蘭迪亞如果是大陸的話，為什么沒有穩(wěn)定陸地塊呢？這是個謎。

今回発見された古い巖石の斷片は、ジーランディアの“欠けていたピース”かもしれない。ターンブル氏は、この発見により「最後のチェック項目が満たされました」と話す?！杆饯郡沥洗_かに大陸の上にいるのです」
今回の発見は、ジーランディアだけでなく、すべての大陸地殻がどのようにして形成されたのかという、より大きな謎にも関わっていると、米カリフォルニア州立大學(xué)ノースリッジ校の地質(zhì)學(xué)者で花崗巖を?qū)熼Tとするジョシュア?シュワルツ氏は説明する。
「地殻は地球のいちばん上にあります。すべての生命活動が、この薄い層で行われています」と氏は言う。私たちは大陸地殻の上に住み、作物を育て、水を引き、鉱物を採掘する。「私たちの生活のすべてが地殻の上に成り立っていると言ってよいのです」

這次發(fā)現(xiàn)的古老巖石碎片，也許是吉蘭迪亞的“殘缺的碎片”。塔恩布爾說，這一發(fā)現(xiàn)滿足了最后的檢查項目“我們確實在大陸上”
美國加利福尼亞州立大學(xué)北嶺分校的地質(zhì)學(xué)家，以花崗巖為專業(yè)的喬治亞·施瓦爾茨解釋說，這次發(fā)現(xiàn)不僅關(guān)系到吉蘭迪亞，還涉及到所有大陸地殼是如何形成的。
“地殼在地球的最上面。所有的生命活動都在這個薄層中進(jìn)行”。我們居住在大陸地殼上，種植作物，引水，開采礦物，可以說我們生活的全部都是建立在地殼上的”

失われた大陸の発見

失落大陸的發(fā)現(xiàn)

科學(xué)者たちは何十年も前からジーランディアを追い求めてきたが、これを大陸として定義するのには厄介な問題があった。「実は、地質(zhì)學(xué)には大陸の明確な定義がないのです」とシュワルツ氏は言う。
大陸としての重要な要素の1つに、巖石の組成がある。ニュージーランドの周囲の海底は、海洋地殻によく見られるマグネシウムや鉄が豊富な巖石ではなく、大陸地殻によく見られるような、シリカを多く含む花崗巖などの巖石からできている。また、この巖石が広がる面積は広大で、周囲の典型的な海洋地殻に比べて著しく厚く、高くなっている。
GNSサイエンスのニック?モーティマー氏が率いる科學(xué)者チームは、2017年にこうした點を挙げ、ジーランディアを大陸と呼ぶべきだと提唱した。だがその一方で、奇妙に思われる點についても言及している。ジーランディアにはクラトンがないように見えたのだ。

科學(xué)家們從幾十年前就開始追求吉蘭迪亞，但要將其定義為大陸卻存在著麻煩的問題，實際上，地質(zhì)學(xué)并沒有明確的大陸定。
作為大陸重要的要素之一是巖石的組成。新西蘭周圍的海底不是海洋地殼中常見的富含鎂和鐵的巖石，而是由大陸地殼中常見的含有大量硅石的花崗巖等巖石構(gòu)成的。另外，這塊巖石的面積很大，比周圍典型的海洋地殼要厚得多。
由GNS科學(xué)的尼克·莫蒂默率領(lǐng)的科學(xué)家團(tuán)隊在2017年提出了這一點，提倡應(yīng)該把吉蘭迪亞稱為大陸。但是另一方面，也提到了讓人覺得奇怪的地方。吉蘭迪亞看起來沒有穩(wěn)定陸地塊。

「おかしなことです」と米バーモント大學(xué)の構(gòu)造地質(zhì)學(xué)者キース?クレペイス氏は言う。大陸地殻は海洋地殻に比べて浮力が大きいため、表面の巖石をマントル內(nèi)に戻すプロセスに逆らう傾向がある。安定した大陸地殻であるクラトンが土臺となり、プレートのゆっくりとした運動によって運ばれた島弧などの陸塊が大陸地殻の端に積み上げられ、大陸が成長していくのだ。
これまで、ジーランディアの最古の地殻は、ジーランディアがゴンドワナ大陸の端にあった約5億年前に形成が始まったと考えられていた。

美國佛蒙特大學(xué)的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家基斯·克萊佩斯說：“真奇怪?！薄Ｓ捎诖箨懙貧け群Ｑ蟮貧じ×Υ?，所以這一發(fā)現(xiàn)違背了將表面巖石放回地幔內(nèi)的過程的傾向。以穩(wěn)定的大陸地殼為基礎(chǔ)，通過板塊緩慢運動運來的島弧等陸地塊堆積在大陸地殼的一端，大陸才逐漸成長。
到目前為止，吉蘭迪亞最古老的地殼是在吉蘭迪亞位于大陸邊緣的約5億年前開始形成的。
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今回の研究では、ニュージーランドの南島とスチュワート島で採取された169のサンプルが調(diào)べられた。サンプルには、ターンブル氏のチームが何度も現(xiàn)地に足を運んで採取してきたものと、過去の研究で採取?分析された巖石が含まれ、対象地域の全域を網(wǎng)羅している。
彼らは研究室で巖石サンプルを砕き、密度と磁性によって粒子を選別して、ほぼジルコンの結(jié)晶のみからなる細(xì)かい砂にした。ターンブル氏はそこから數(shù)千個のジルコンを拾い集めて顕微鏡のスライドにのせ、エポキシ樹脂で固めて表面を研磨し、化學(xué)分析に取りかかった。「本當(dāng)に骨の折れる作業(yè)でした」と氏は振り返る。

這次的研究調(diào)查了在新西蘭南島和斯圖爾特島采集的169個樣品。樣品中包括泰布爾的團(tuán)隊多次到現(xiàn)場采集的，以及過去的研究中采集、分析的巖石，囊括了對象區(qū)域的全部區(qū)域。
他們在研究室打碎了巖石樣品，用密度和磁性對粒子進(jìn)行了篩選，做成了幾乎只由鋯石結(jié)晶構(gòu)成的細(xì)沙。他從那里收集了數(shù)千個鋯石，放在顯微鏡的滑動上，用環(huán)氧樹脂固定后對表面進(jìn)行研磨，開始進(jìn)行化學(xué)分析真的是很辛苦的工作”。

結(jié)晶に秘められた物語

隱藏在結(jié)晶里的故事

データが蓄積してくると、意外な物語が浮かび上がってきた。分析には、ジルコンの年代だけでなく、溶けてジルコンになる以前の母巖の年代までモデル化できる手法を用いた。その結(jié)果、南島とスチュアート島の東海岸に沿って分布するジルコンは、13億年前に形成された地下の巖石が由來であることがわかったのだ。
當(dāng)時、地球上のすべての陸塊はゆっくりと衝突に向かっており、最終的にはロディニアという超大陸が形成された。研究チームは、こうした地球規(guī)模の陸塊の衝突と分裂の過程でできたマグマポケットが、やがて、現(xiàn)在のニュージーランドの地下深くにある古い巖石となったのではないかと提案する。ジーランディアは、こうしてできた安定陸塊クラトンの斷片の上に形成されたことになる。

累積了數(shù)據(jù)后，意外的故事浮出了水面。分析中不僅使用了鋯石的年代，還使用了到融化成鋯石之前的母巖的年代為止都能建模的方法。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沿著南島和斯圖亞特島的東海岸分布的鋯石是13億年前形成的地下巖石產(chǎn)生的。
當(dāng)時，地球上所有的陸地塊都在慢慢地向沖突前進(jìn)，最終形成了一個名為羅迪尼亞的超大陸。研究小組建議，在這樣的地球規(guī)模的陸地塊的沖突和分裂過程中形成的巖漿，不久就變成了現(xiàn)在新西蘭地下深處的古老巖石。吉蘭迪亞是在這樣形成的安定陸地塊的碎片上形成的。

ジルコンには、ジーランディアが親の超大陸から分離したときの痕跡も殘されているようだ。なぜならこれらの結(jié)晶は、酸素18という酸素同位體の含有量が少ないからだ。研究チームによると、ロディニア超大陸の地下にある高溫のマントルプルームが地殻の一部をもろくしたことで、超大陸は約7億5000萬年前に分裂し、ジルコンの母巖に酸素18の痕跡を殘したのではないかと考えている。
ジルコンの結(jié)晶とその周囲の巖石が形成されたのは5億年前から1億年前になってからで、激しい火山活動が、隠れていたロディニア大陸の地殻を部分的に溶かした後のことである。マグマの塊はゆっくりと上昇し、結(jié)晶化して、ジルコンを含む花崗巖になった。この小さなタイムカプセルが地殻変動によって地表に出てきて、たまたまターンブル氏のチームによって採集されたのだ。
「科學(xué)の世界では、こういうことがよくあります」とターンブル氏は言う?！杆饯郡沥k見したものは、必ずしも私たちが発見しようとしていたものではありませんでした」

在鋯石上還留有吉蘭迪亞從母超大陸分離時的痕跡。因為這些晶體中氧18這個氧同位素的含量很少。據(jù)研究小組稱，由于位于羅迪尼亞超大陸地下的高溫地幔羽流使地殼的一部分變脆，超大陸大約在7億5000萬年前分裂，在鋯石的母巖上留下了氧18的痕跡。
鋯石的結(jié)晶和其周圍的巖石形成是在5億年前到1億年前，激烈的火山活動將隱藏著的羅迪亞大陸的地殼部分融化之后。巖漿塊慢慢上升，結(jié)晶成含鋯石的花崗巖。這個小的時間膠囊由于地殼變動而出現(xiàn)在地表，偶然被塔恩布爾的團(tuán)隊采集到。
“在科學(xué)的世界里，這樣的事情經(jīng)常發(fā)生。”他說我們發(fā)現(xiàn)的東西不一定是我們要發(fā)現(xiàn)的”

若い大陸

年輕的大陸

今回の発見は、ジーランディアの地殻がかつて考えられていたよりもはるかに古いことを示唆しているが、それでも他の大陸地殻に比べればかなり新しい。アフリカ、ヨーロッパ、アジア、オーストラリア、北米、南米、南極という現(xiàn)在の主要な大陸には、30億年以上前の巖石がある。シュワルツ氏は、現(xiàn)段階では大陸やクラトンを定義する明確な年代はないものの、いずれも長い歴史をもつことから、これらの陸塊は非常に長く存続することが予想されると説明する。
もしかすると、ジーランディアは若い大陸なのかもしれない。「私たちは中央の（ロディニア）大陸の斷片のまわりに大陸が形成されるプロセスを見ているのです」とシュワルツ氏は言う。ターンブル氏も同じ意見で、「クラトンが誕生するところのようです」と付け加える。

這次的發(fā)現(xiàn)表明，吉蘭迪亞的地殼比以前想象的要古老得多，但與其他大陸地殼相比還是相當(dāng)新的。非洲、歐洲、亞洲、澳大利亞、北美、南美、南極等現(xiàn)在的主要大陸有30億多年前的巖石。施華爾茲解釋說，雖然現(xiàn)階段沒有明確定義大陸和安定陸地塊的年代，但是由于它們都有著悠久的歷史，預(yù)計這些陸地將非常長久地存在。
”也許，吉蘭迪亞是一個年輕的大陸，我們正在看著中央（羅迪尼亞超大陸）大陸的碎片向周圍形成大陸的過程”，施瓦茨說。塔恩布爾也提出了同樣的意見，并補(bǔ)充說“好像是安定陸地塊誕生的地方”。

ジーランディアの起源を明らかにするためには、さらなる研究が必要だ。今回の研究の結(jié)論は、ロディニア大陸の斷片ではなく、その下にあるものの痕跡から導(dǎo)かれたものであり、チームが発見した化學(xué)的な特徴を生み出したステップには不確実な點があるとオーストラリア、ジェームズ?クック大學(xué)の地球化學(xué)者アレックス?マッコイ?ウェスト氏は指摘する。
「実際に真の証拠を見つけることができたら、すばらしかったのですが」と氏は言う。
それでも今回の研究は、地球の表面でワルツを踴るように移動してきた大陸が、周期的に合體して超大陸になったり引き裂かれたりしてきた過程をよりよく理解するのに役立つはずだ。
「新しい巖石から、はるかに古い物語の一端をつかめることを教えてくれる研究です」と オーストラリア、クイーンズランド大學(xué)の地質(zhì)學(xué)者ジャック?マルダー氏は評価する。なお、氏は今回の研究には參加していない。
ターンブル氏は、ジーランディアからはまだまだ多くの発見があると確信している?！脯F(xiàn)地調(diào)査を進(jìn)めたくて、うずうずしています」

為了弄清吉蘭迪亞的起源，需要進(jìn)一步的研究。這次研究的結(jié)論并不是羅迪尼亞大陸的碎片，而是從下面的痕跡中導(dǎo)出的，澳大利亞認(rèn)為團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生化學(xué)特征的步驟有不確定的地方。詹姆斯·庫克大學(xué)的地球化學(xué)者亞歷克斯·麥考·韋斯特指出了這一點。
他說：“如果真的能找到真正的證據(jù)的話，那就太棒了。”。
盡管如此，本次的研究對于更好地理解在地球表面像跳華爾茲一樣移動的大陸，周期性地合體成為超大陸或被撕裂的過程應(yīng)該有幫助。
澳大利亞和昆士蘭大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家杰克·馬爾德評價說：“這是一項研究，教會我們從新的巖石中抓住遙遠(yuǎn)的古代故事的一部分?！薄２贿^，他并沒有參加這次的研究。
塔恩布爾堅信，從吉蘭迪亞那里還有很多發(fā)現(xiàn)，我想進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，所以很焦急”