巨大大陸の形成と分裂(1) | 気まぐれな梟

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 今日は、「ザ・ベスト・オブ・ゴールデン☆ベスト~フォーク~」から、ふきのとうの「白い冬」を聞いている。

 

 吉田勝の「6億年前、地球に巨大大陸があった(東信堂)」(以下「吉田論文」という)は、ゴンドワナランドの誕生とパンゲアの誕生、そしてパンゲアの分裂について、以下のようにいう。

 

(1)パンゲアとゴンドワナ大陸

 

 古代ギリシャ語で「全地球」を意味するパンゲアは、ウェーゲナーの大陸漂移説(大陸移動説)で約3.3億年前~1.5億年前に地球上の殆どすべての大陸が集合していたとされた超大陸である。

 

 ゴンドワナランドはパンゲアの南半部で、アフリカ、南米、オーストラリア、南極及びインド亜大陸(これらをゴンドワナ大陸片と呼ぶ)が集合して約6億年前に誕生した巨大大陸である。

 

 北半球でも少し遅れて4.5~4億年前頃に北米とヨーロッパが合体しユーラメリカ巨大大陸が誕生し、両巨大大陸及びシベリア地塊が約3.3億年前に合体してパンゲア超大陸となった。パンゲアは約1.5億年間存在し、中国の諸地塊も集めて巨大化した。そして今から2億年前頃に分裂を開始して現在の世界地図に見る大陸分布となった。

 

 吉田論文はこのようにいい、以下、綺麗なカラー図を含む豊富な図とこの記述を裏付けるこれも豊富な根拠資料を提示して、大陸の移動過程を説明する。吉田論文は大学の教養課程の講義を纏めたものだそうだが、ちょっと関心がある読者向けの一般書とそては、非常にわかりやすい。また、古代生物の生育環境がどのようなものであったのか、地球規模の気候変動との関係はどうだったのか、などについての検討の参考ともなるものである。

 

 なお、コラムなどではちょっと専門的な議論も行っていて、こちらも興味深い。  

 

 以下、吉田論文を引用しながらその概要を紹介していく。

 

(2)ゴンドワナランド誕生の地質過程

 

 ゴンドワナランド誕生がいつどのような地質過程を経て行なわれたのかについてはおおむね以下のとおりである。

 

 最初の事件は11億年前のロディニア超大陸集合事件の中での東ゴンドワナの誕生であり周東南極変動と呼ぶ。

 

 次の事件は7~5億年前の東西ゴンドワナランドの衝突による大ゴンドワナランド誕生事件で、内ゴンドワナ変動と呼ぶ。

 

 そして最後は内ゴンドワナ変動で出来上がったゴンドワナランドの周りで起こった6.5~4.5億年前の諸事件で、周ゴンドワナ変動である。この周ゴンドワナ変動は、次のパンゲア形成事件と、さらにその次のアジア大陸の成長へと引き継がれて行った。

 

(3)ゴンドワナランド誕生と造山運動

 

(a)東ゴンドワナランドの誕生

 

 南極を中心としてインドとオーストラリアが集まった東ゴンドワナランドが南米とアフリカから成る西ゴンドワナより一足先に形成された。東ゴンドワナは約25億年前より古い年代を持つ大小の大陸片で構成されており、それらの大陸片の間には約11億年前の造山帯が分布している。

 

(b)口ディニア超大陸の誕生

 

 約11億年前の周東南極造山によって東ゴンドワナランドができたが、同じ頃の造山運動はヨーロッパや北米大陸でもグレンヴィル変動として広く認められている。これらの11億年前後(13~9億年前)の造山帯は地球上すべての大陸に広く分布しており、この時期には地球上のすべての大陸片が集合した超大陸が形成されたと考えられていて、この推定される超大陸は口ディニア超大陸と呼ばれている。

 

(c)内ゴンドワナ変動

 

 ゴンドワナランドは11億年前頃より古い11個の大陸片と、その間を埋める7~5億年前の造山帯で構成されている。つまり、この7~5億年前の造山運動によってゴンドワナランドが誕生した。ゴンドワナランドを作ったこの造山帯を内ゴンドワナ変動と呼ぶ。内ゴンドワナ変動は、ゴンドワナ陸片が集合してゴンドワナランドを作った造山運動である。

 

 内ゴンドワナ変動帯のなかでも,東ゴンドワナランドと西ゴンドワナランドを繋ぐ東アフリカ造山帯は,紅海沿岸-エチオピアーケニアーマダガスカルースリランカードゥロンニングモードランド(南極)と連なる幅約1500km延長約7500kmの巨大造山帯であり、東西ゴンドワナ合体の主舞台であった。

 

(d)周ゴンドワナ変動

 

 内ゴンドワナ変動によってゴンドワナランドの主な陸片がすべて集合した巨大大陸誕生事件の中頃から終期にかけて、6.5億年前頃から4.5億年前にはその巨大大陸の周縁地域で海洋プレートの沈み込み、縁海、島弧の形成や小陸片の分離や衝突融合、火成活動や変成作用があった。この変動は周ゴンドワナ変動、この変動を被った地帯は周ゴンドワナ変動帯と呼ばれる。

 

(e)ゴンドワナランド南縁~東縁

 

 ゴンドワナランド南縁~東縁(オーストラリア東~南東縁一東南極の南極横断山脈周辺)は、ロディニア超大陸時代には北米大陸(ローレンシア)と接合していた。北米大陸は、ロディニア分裂末期(6~7億年前)にゴンドワナランド南縁から離れ、6~5億年前頃にはバルチカと共にゴンドワナランド西縁の南米西岸に接触し、さらにゴンドワナランド北方に移動して行った。

 

(f)ゴンドワナランド北縁

 

 ゴンドワナランド北縁地域では、原生代のロディニア超大陸時代に接合していた大陸塊は無く、原生代末期の7億年前~6億年前のゴンドワナランド集合事件の直後は、海洋(イアピトゥス海一原テチス海)に面した活動縁辺だった。西ゴンドワナ北西縁のアンチアトラス帯の基盤、北縁のアヴァロニア帯やカドミア帯、東ゴンドワナ北縁のラサ地塊や原ヒマラヤ帯などだ。

 

 北西縁~北縁全域に島弧や陸弧が発達し、カンブリア紀後期(5~4.8億年前)になると縁海の発達が著しく、いくつかの陸片がゴンドワナランド縁辺から分離して行った。ゴンドワナ北西縁~北縁西部では、アヴァロニア地塊(現在の地中海沿岸の欧州陸片群や北米南東の小陸片群)が南米とアフリカの北縁から分かれて北方漂移を開始し、少し遅れてカドミア帯(主に現在の欧州中部の陸片群)も北方移動を開始した。

 

 ゴンドワナ北縁東部では、インド北縁~オーストラリア北西縁からタリム・南中国・北中国地塊群が4億年前ころに分離して北方移動を開始した。

 

 北縁から分離した陸片・陸塊群の背後には縁海が広かっていった。北西縁(南米西部~北西部)~北縁西部地域(アフリカ北縁地域)では縁海はリーケ海、北縁東部地域(原ヒマラヤ地域~オーストラリア北西部)では古テチス海となり、北縁地域の広い部分は一旦は受動縁辺となった。

 

(4)ユーラメリカの誕生とパンゲアの誕生

 

 ゴンドワナランドの誕生に少し遅れて、北半球では5~4。5億年にかけてバルチカ(欧州)とローレンシア(北米)が合体してユーラメリカが誕生し、その後3.3億年頃にユーラメリカはゴンドワナと衝突して超大陸パングアの原型が誕生した。その後2~1.5億年前にパングアは分裂を開始した。

 

 ゴンドワナの分裂陸片は次々とアジア大陸に向かって北上し、アジア大陸は南に向かって成長を続けている。

 

(a)カレドニア造山運動とユーラメリカ誕生

 

 周ゴンドワナ変動早期(6~5.5億年ほど前)にゴンドワナランド西縁近くに位置していた北米地塊、バルチカ地塊とシベリア地塊は、その後南米北西岸沖を北に回ってゴンドワナランド北岸沖に移動して来た。

 

 これらの諸地塊とゴンドワナの間にはイアピトゥス海が広がっていた。そして4億9千万年前頃には、ゴンドワナ北縁諸陸片の北方移動開始とその背後の縁海の発達により、イアピトゥス海は北米地塊の南縁に沈み込みを開始した。これがカレドニア造山運動の始まりであり、原アパラチア造山帯はこのときに形成されたのである。4億5千万年前頃には、ゴンドワナランド北縁から分離北上して来た東アヴァロニア陸片群(イベリア・フランス・ボヘミアなど)がバルチカ南縁に衝突・融合し、欧州の骨格を作った。これが欧州のカレドニア造山運動である。

 

 引き続いて北米地塊とバルチカが衝突・合体して北方巨大大陸ユーラメリカとなり、両大陸間のイアピトゥス海の北方部分は消滅した。

 

 その後4億年ほど前には西アヴァロニア陸片群(フロリダ・カロライナ・中米等)が北米地塊に衝突・融合し、両地塊の間のイアピトゥス海の南方部分も消滅し、西アヴァロニアの南には新らしいリーケ海が広がった。西アヴァロニア地塊はアパラチア山脈の東の山列を構成し、北米大陸の骨格が完成した。西アヴァロニア地塊の南にはゴンドワナランド北縁の縁海から生まれたリーケ海が広がった。

 

 ユーラメリカは4億5千万年前~4億年前に起こった北米、バルチカとアヴァロニア地塊の衝突によって形成した。この事件前後の関連事件を含む古生代前期~中期の地質事件全体がカレドニア変動なのであり、その造山帯はカレドニデスとも呼ばれている。

 

(b)ヴァリスカン造山運動とローラシアとパンゲアの形成

 

 カレドニア造山運動に引き続いて古生代後期3.3億年前にはユーラメリカとゴンドワナランドが衝突・合体した。原パンゲアの誕生であり、リーケ海は消滅した。その前後1億年ほどの間は、ゴンドワナ北縁から陸塊や小陸片群が分離して北方巨大大陸に次々と衝突融合していた期間である。

 

 原パンゲアの形成に少し遅れて3億年前頃には、シベリア地塊が原パンゲアのバルチカ地塊に衝突・融合し、ローラシアを形成した。これによって超大陸パンゲアの基本的な形が出来あがった。

 

 ローラシアの完成とパンゲアの誕生事件全体がヴァリスカン造山運動である。

 

 ヴァリスカン造山帯は北米南東沿岸、欧州南部から中近東にかけて分布しており、さらに同じ古生代後期の変動帯はアジア大陸のテチス複合変動帯の古生代地帯(キンメリア造山帯の古生代変動地帯)に連続している。アフリカと北米地塊の間の新期アパラチア造山帯、シベリア地塊とバルチカ地塊の間のウラル造山帯やヨーロッパとアフリカの間に発達したヴァリスアルプス造山帯はその代表格である。北米南縁から欧州北部にかけて追跡されるりーケ・スーチャー (リーケ海の閉じた跡)は、この地域のヴァリスカン造山帯のおよその位置を示している。

 

 なお、古生代中期から後期にかけてゴンドワナ北縁東部から分離したトルコ、イラン、アフガン、チベット、中国地塊群(タリム、北中国、南中国)、インドシナ、タイ、マレーシアなどがユーラシア中部~東部の南縁に衝突・融合したのはパンゲア誕生後の古生代後期から中生代の事件である。

 

 中国地塊群とシベリア地塊の衝突・融合は中生代前期(2.4億年前ころ)で、これによりパンゲアは最大面積に達した。これらの事件をキンメリア造山運動と呼ぶ。キンメリア造山運動の古生代後期の部分はヴァリスカン造山運動と多くの点で同義である。

 

(5)パンゲアの分裂

 

 3.3億年前頃に誕生した超大陸パングアは2億年ほど前に分裂を開始して多数の陸片に別れ、次第に現在の大陸分布が完成していった。分裂は2億年前にテチス海が西に広がって北のローラシアと南のゴンドワナの間で始まり、1.3億年前ころからはゴンドワナの内部で分裂が始まった。

 

 1.7億年前頃にゴンドワナ分裂の兆しが見え始めたジュラ紀中期から、ゴンドワナ全体がほぼ分裂し終わった3800万年前の漸新世前期までの各大陸の移動の様子、パンゲア・ゴンドワナ構成大陸間の分裂開始の順番と開始年代は以下のとおりである。

 

 最初の分裂はアフリカと北米の間で1億6500万年前であったが、ゴンドワナ内部の分裂開始はそれから4000万年ほど経った1億2500万年前に南極ノアフリ力間と南極/インド間で起こり、その後1億年前にはアフリカと南米が分離した。ゴンドワナ主部の最後の分離は南極/オーストラリア間で4500万年前であった。

 

(6)インド亜大陸の移動

 

 ゴンドワナランドの分裂に際して、1.2億年前頃に南極から分離を開始したインド亜大陸が、地球表層をアジア大陸に向けて移動して行き、約5500万年前に古アジア大陸南縁に衝突した。ヒマラヤはインド亜大陸が古アジア大陸に衝突したその衝突帯にできた造山帯であり、大陸一大陸の衝突・融合事件を見る最適の造山帯である。ヒマラヤ造山帯の西方延長であるアルプス造山帯も、アフリカ大陸とヨーロッパ大陸の衝突造山帯である。

 

 両大陸の衝突テクトニクスにより、ヒマラヤの上昇は北方から南方へと順次広がって行った。

 

 チベット高原の上昇は3500万年前には終わっていたこと、その頃にはすでにヒマラヤ山脈からテチス層群が侵蝕され始めたこと、高ヒマラヤ片麻岩類は中新世前期(約2000万年前)には地表に露出して削剥を受けていたと見られること、1500~1400万年前には現在のような高いヒマラヤ山脈が出来上がっていたこと、低ヒマラヤ帯の上昇は約200万年前、シワリーク帯の上昇は約100万年前と見積もられることなどが明らかにされて来ている。。

 

 現在インドプレートはアジアプレート下に延長2500kmほどは沈みこんでいると推定されている。そしてヒマラヤ中央部の主中央衝上断層では、上下盤の差動距離は600km以上と言われている。なお、インドプレートは現在も1年間に40mm前後のスピードで沈み込みを続けている。

 

(7)新たな超大陸の形成

 

 テチス複合変動帯におけるゴンドワナ起源陸片のアジア大陸への付加は、古生代前期から新生代中期にかけてタリム・北中国地塊群-キンメリア陸片群-ラサ地塊-インド地塊の順であり、そして、それらの北の海であった古太平洋一パレオテチス海-メソテチス海-セノテチス海が次々と閉じた。

 

 現在明らかにされているマントル熱対流(ブルーム構造)の解析からは、アジア大陸下に巨大な下降流(スーパーコールドブルーム)があり、原生代末期から新生代まで、次々と海洋地殻を飲み込み、それに繋がる背後の大陸地殻や島弧をアジア大陸に合体させてきたことが明らかにされている。従って日本列島を始めとする東~東南アジアのゴンドワナ起源の小陸片群は、いずれはすべてアジア大陸に衝突・融合する運命にある。

 

 太平洋のプレートの動きは延々と、このスーパーコールドブルームに支配されて来た。従ってアジア大陸の成長は未だ終わっていない。プレートの移動速度(7~10cm/yr程度)からは5000万年ほど後にはオーストラリアが、その2億年ほど後には北米大陸がアジア大陸に衝突・融合し、新たな超大陸が誕生すると想像できる。

 

 但し、超大陸内部の自然環境は生物にとって楽しいものではないと思われる。超大陸が高緯度にあれば、巨大な氷床に覆われるだろうし、中~低緯度であれば内部は暑い砂漠気候が卓越する環境となるだろう。さらに、古生代から新生代に到るゴンドワナランドの分裂-パンゲアの形成一パンゲアの分裂の歴史を見ると、超大陸時代の地球全体の環境も生物の生存に対しては厳しいものであったようである。

 

 吉田論文は、やがて「日本列島を始めとする東~東南アジアのゴンドワナ起源の小陸片群は、いずれはすべてアジア大陸に衝突・融合する運命にある」といい、その後「オーストラリアが、その2億年ほど後には北米大陸がアジア大陸に衝突・融合し、新たな超大陸が誕生する」という。

 

 吉田論文はこの新たな超大陸をアメイリアといい、P105の「図45、2億5000万年後の超大陸アメイリアの想像図」によれば、アフリカ、アジア、オーストラリア、アメリカが合体した超大陸この新たな超大陸アメイリアが北半球に広がり、大洋を挟んで南極が南半球の南端に位置している。

 

 H・G・ウェルズ原作の映画「タイム・マシン」では、未来に行き過ぎて人類は誰もおらず、人が誰も住めなくなった環境になった地球を見るシーンがある。

 

 新たな超大陸の誕生時点では人類が存続しているかは全く分かりはしないが、後述のように、新たな超大陸の誕生が強烈な寒冷化をもたらすものであるならば、もしもその時点で人類が存続していれば、人類はどう対応するのだろうか?

 

 その対応の選択肢の一つが、もしかしたら、宇宙空間の開発と火星や月などの他の惑星への移住を含む生存範囲の分散確保になるのかもしれない。

 

 そんなことを考えるもの、面白い。

 

(8)生物進化、気候変動と巨大大陸の形成・分裂

 

 地質時代の地球上の巨大大陸の形成と分裂過程が、吉田論文が指摘しているようなものであったとすれば、それと生物の発生と進化との関係はどのようなものであったのだろうか。

 

 吉田論文の表「地球の歴史と超大陸事件」によれば、東ゴンドワナ、ロディニアの形成と東西ゴンドワナの衝突、大ゴンドワナの誕生までが原生代のことで、それまでの原核生物から真核生物が誕生し、その後、多細胞生物が誕生する。

 

 大ゴンドワナの誕生によって、生物の大量絶滅を伴ってカンブリア紀が開始し古生代に突入する。

 

 ユーラメリカの誕生はシシル紀付近で、生物が上陸を開始し、両生類が誕生していく。

 

 原パンゲアの誕生は石炭紀付近で、爬虫類が出現する。

 

 パンゲアが最大規模に拡大したのは三畳紀付近で、中生代に入り、生物の大量絶滅があり哺乳類が出現する。

 

 ジュラ紀付近でパンゲアの大分裂が開始し、白亜紀付近にはゴンドワナ大陸の大分裂も開始し、恐竜が大繁栄する。

 

 新生代に入ってもゴンドワナ大陸の大分裂は続き、中生代から新生代への移行過程で恐竜が絶滅する。

 

 この表「地球の歴史と超大陸事件」が示すように、生物進化と巨大大陸の形成・分裂は関係があると考えられる。

 

 この点については、吉田論文は、コラムで詳述しているので、以降に紹介したい。