2000年 9月号 特集

グランド・キャニオンのすべて(続)


先月に続いてグランド・キャニオンの不思議に挑戦してみよう。グランド・キャニオンは地質学的に大変貴重な研究材料がそろっている宝庫だ。その宝探しが今月の課題だ。




グランド・キャニオンは、途方もない長い時間と想像を越える自然の力によって形作られてきた。海の中にあった時代から陸の時代に。その陸の大地が幾本もの川によって削られていき、ある時は大地震によってねじ曲げられたりしてきた。こうした大変動の時期は約40億年前にさかのぼる。
 グランド・キャニオンほど大地の形成を研究するのに格好な場所はないと言われる。キャニオンのリム(端)からキャニオンの底の間には、この地上でどこにも見ることができない地層の歴史が展示されている。古生代の地層を持つリムから先カンブリア代の地層を示すキャニオンの底まで、20億年近いの地球の生い立ちを見ることができるのだ。

地質学上の地球の歴史
地質学者は、地球の歴史を3段階に分けている。
先カンブリア代:最古の地質時代で5億5千年前に終わっている。
  古生代: 5億5千年前から2億年前まで。
  中生代: 2億年前から7千万年前まで。
  新生代: 7千年前から今日まで。
グランド・キャニオンは、堆積/隆起/浸食のサイクルを3回繰り返してきたという。現在の地層は、初期の堆積のもので、中生代、新生代の新しい地層が見当たらない。つまり、現在から2億5千万年前の期間は、堆積(地層が積み重なる)の時代ではなく、隆起と浸食の時代であったことがわかる。



グランド・キャニオンの地層

火山活動
ビシヌュとゾロアスター
 グランド・キャニオンの最も古い地層は、コロラド川が流れる底の周りで見ることが出来る。約2億年前、火山灰などが海底に沈殿し地層を作る。17億年前にプレートと呼ばれる巨大な岩板が衝突して高熱と高圧力を作りだし、沈殿していた地層が変形を起こす。これを、ビシヌュ片岩(Vishnu Schist)と呼ぶ。ビシヌュは、ヒンズー教の神から由来する。そして、15億年前にマグマがこの地層に入り込み、地層が押し上げられる。これをゾロアスター花コウ岩 (Zoroaster Granite) と呼ぶ。ゾロアスターとは、古代ペルシャのゾロアスター教の創始者から由来する。 
 この二つの最古の地層は、非常に固いために川の浸食が他の地層に比べて遅い。
グランド・キャニオン・スーパーグループ
 約12億年前の地層で大変厚い。やや傾斜しているため他の地層との区別がし易い。
大不整合
隆起
 グランド・キャニオン・スーパーグループと次の地層との間に大きなギャップがある。約8億から5億7千万年前の間の地層が浸食されて消滅し、より新しい時代の地層がその上を覆っている。
古生代の地層の始まり
 この大不整合の上に古生代の地層が重なりあっている。古生代は、生物が海中に誕生し進化発達する時代。従って、海中にいた生物の化石でその時代を識別できる。この古生代には、北米大陸はアフリカ、ヨーロッパ大陸と陸続きだった。これをパンゲアと呼んでいる。
パンゲアの図
カンブリア紀
 古生代の最初の時代がカンブリ紀。約5億7千万年前、カンブリア紀の海水が西側から東側に浸水し、海中に海綿、腕足類、軟体動物、サンゴ、ウミユリ、三葉虫などが生息する。その時代に形成された地層は、古い順でテーピーツ石灰岩、ブライト・エンジェル泥板岩、ムアヴ石灰岩の3層だ。
テンプル・ビュート石灰岩
 その後、海は少しづつ姿を消し始め、陸が現われ、オルドビス紀、シルル紀、そしてデボン紀の一部の期間に陸地の浸食が行われる。デボン紀の後半には、石灰岩(テンプル・ビュート石灰岩と呼ばれる)が堆積する。この地層は薄いが、デボン紀の魚の化石が発見されている。
レッドウォール
 その後、ミシシッピ紀(3億3千万年前)にレッドウォール石灰岩が堆積され、厚いがっちりした灰色の石灰岩に赤い表面をした地層ができる。表面が赤いのは、鉄分が酸化したためだ。この地層は北米の西部によく見られ、貝類の化石が発見されている。
古生代の海岸線
スーパイ・グループ
 3億3千年前からペンシルバニア紀に入り、浅い海底に泥や砂石が沈殿する。この時代になると両生類が出現し始める。この時代の地層はスーパイ・グループと呼ばれる。
ハーミット泥板岩
 このスーパイ・グループの上には、二畳紀の初期の地層が作られ、爬虫類の足跡やシダ類の痕跡が見つかっている。億8千万年前の話。この地層は、ハーミット泥板岩と呼ばれる。
ココニノ砂岩
 二畳紀の後半には、砂漠が支配し始める。この時期の地層をココニノ砂岩と呼ぶ。黄色の岩でトカゲの足跡が化石として発見されている。
トロウィープ層、カイバブ層
 その上の地層はトロウィープ層、カイバブ層と呼ばれる。腕足類、三葉虫、カタツムリ、ハマグリ、サンゴが生息していたことが確認される。
 二畳紀の末に海がなくなり、陸地になるや、浸食が始まり、古生代の後から現在までの新しい地層は、この絶え間なき浸食によって、グランド・キャニオンから姿をなくしている。

グランド・キャニオンの生成
リムから臨むキャニオンの底
 グランド・キャニオンの地層は太古の昔からあったが、キャニオンの生成はもっと新しい。
 第三紀(新生代の初期)。約100万年前から7000万年前の時期。人類以外の哺乳動物が現われ、発達した時期。この第三紀の中期から、コロラド川がユタ、アリゾナ州に流れ始めた。
 そして、200万年前、氷河期に雨量が急増し、またロッキー山脈からの雪溶水により、コロラド川の水量は増し、中生紀に堆積した岩々を崩し、カイバブ層を切り開き始める。コロラド川の流れた方向などには、いろんな学説があるが、この200万年で現在のキャニオンが形成された。
 過去100万年の間、キャニオン周辺では、火山活動が何回も起こり、その度に溶岩がキャニオンの中に注ぎ込んだ。時にはコロラド川を溶岩が塞き止め、大きなダムを形成したこともあったようだ。
 現在のコロラド川の水の流れは、緩やかとなった。グレン・キャニオン・ダムがアリゾナの北州境にできる(1964年)前は、水が激しく岩に当たる音がリムからも聞こえたという。流れが緩やかになっととは言え、今もってコロラド川は大地を削り、キャニオンは少しづつ広がっている。
 グランド・キャニオンは、完成品ではなく、これからも自然が営々とこの作品を作り続けるのだ。






最も近年のアリゾナの火山活動は?
グランド・キャニオンの生成に影響を与えてきた地殻変動。そして火山活動。

では、歴史上最も最近の火山活動は、いつだったのだろうか。

西暦一二五○年。サンセット・クレーターで起こった大噴火だ。サンセット・クレーターは、フラッグスタッフのすぐ北にあり、現在国定記念公園となっている。その付近にはサンフランシスコ・ピーク(右写真)と呼ばれる火山もあり、グランド・キャニオンの近辺の地殻変動に大きな寄与をした場所だ。

サンセット・クレーターの火山活動は、一○六四年から始まり、何と二百年もの長期にわたって続いた。当時この周辺に居住していた古代インディアン達は、度重なる地震と火山灰の被害に他の場所に移動したりした。
従って、将来噴火の可能性はしっかり残っている。



I-17フリーウェイから見るサンフランシスコ・ピーク




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