画期的な研究が山の形成に関する既存の見解を揺るがす

コロラド州立大学が率いる新しい研究は、山がどのようにそしてなぜ形成されるかについての答えをかつて考えたよりも深く尋ねます。

「山を築くことは、地球がどのように行動するかについての基本的なプロセスです。」

Gallenと彼のチームは、イタリア南部の山の建物の広範な歴史を再構築するために風景を利用するための新しいデータセットと方法論を作成しました。 彼らのユニークなアプローチは、Gallenが説明する「恥ずかしい」結果をもたらしました。

イタリア南部のカラブリアのような摂入帯では、ある地殻板が別の地殻板の下に潜ります。 これらの環境にある山々は、地殻がしわくちゃになり、厚くなって形成されていると考えられています。

チームは、数千年から数千万年に及ぶ地質学的に短い時間尺度と、長い時間尺度を記録した測定値を組み合わせた。 知覚歴史の「地質録音機」のように、風景は残りを埋めました。

全景（平地）に海洋テラスのあるティレニア海を見渡すカラブリア風景。 クレジット: Sean Gallen

「イタリア南部の風景は、実際に私たちが一般的に使用するこれらのさまざまな方法の間の橋です」とGallenは言いました。

イタリア半島の「つま先」に沿って広がる平らで高い地形は、山の形成が遅い時期を表し、下の急な遷移は急速な加速を表します。 風景の中のこれらの手がかりは、研究者が岩石隆起の長期的かつ継続的な記録を生成することを可能にし、それは同種記録の中で最も長く最も完全な記録でした。

「我々は、プレートが時間の経過とともに他のプレートの下に潜る速度と岩の隆起の歴史との間の相関関係を見ると予想しているが、我々はそれを見ることができない」とガレンは言った。

知覚がしわくちゃで厚くなることは、カラブリア山脈形成の別の過程に二次的であるように見える。 データは、地球のマントルを通る下部プレートの下降と岩の隆起を制御する主な要因であり、マントル流場の変更を指します。

CSU大学院生は、イタリアのカラブリアでの熱連大学のための基礎癌をサンプリングしています。 左から、この研究の2番目の著者であるNikki Seymour、Johanna Eidmann、Eyal Marder。 クレジット: Sean Gallen

「結果は、我々は山の建物を見る一般的な方法がイタリア南部に適用されないことを示唆している」とGallenは言った。 「地球システム内ではるかに深いものによって制御されているようです。 この動作はモデルでは見ることができますが、自然では見ることはできません。 私たちがそれを観察したと思うのは今回が初めてです。」

Gallen は、解釈が正しいかどうかを確認するために、より多くのデータが必要ですが、既存の数値モデルがサポートしていると警告しました。 科学者たちは以前、地球の塑性流動マントル内の地殻板の相互作用に山の高さを接続していましたが、この研究はこのメカニズムが摂入台で山を作るのに支配的な力であることを初めて示しています。

ガレン氏は、「私たちが生み出した記録は、深い地球信号が指標で起こっていることを支配しているように見えることを示唆している」と述べた。 「地中海で15年間働いていましたが、この結果はこの摂入帯の考えを完全に変えました。」

全景（平地）に海洋テラスのあるティレニア海を見渡すカラブリア風景。 クレジット: Sean Gallen

革新的で透明な研究

この研究のために開発された新しい技術は、長期的な岩石隆起の歴史を構築するための画期的な発展を提供します。

チームは、熱連帯、宇宙生成核種、基盤岩河川プロファイル、海洋テラスで発見された過去の海面記録などの標準地形測定コレクションに基づいて統合フレームワークを作成しました。 新しいアプローチは他の方法よりも時間をさかのぼり、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の手がかりを提供するアクティブシステムに最もよく適用されます。 システムが活性化された地質学的時間をさかのぼるほど、自信を持ってそのシステムの歴史を再構築することは難しくなります。

研究用に開発されたソフトウェア DOI: 10.1038/s41561-023-01185-4