サンドマウンテン火山地帯

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サンドマウンテン火山地帯
火山地帯
サンドマウンテン火山地帯の北北東方向の眺め。遠くにジェファーソン山が見える。
サンドマウンテン火山地帯の北北東方向の眺め。遠くにジェファーソン山が見える。
地図
サンドマウンテン火山地帯のインタラクティブマップ
位置オレゴン州、アメリカ合衆国
範囲カスケード山脈
年完新世
標高5,459フィート (1,664 m) [ 1 ]
火山弧カスケード火山弧
最後の噴火西暦70年/2000年前[ 1 ]

サンドマウンテン火山地帯（サンドマウンテン・フィールドとも呼ばれる）は、アメリカ合衆国オレゴン州マッケンジー川上流域に位置する火山地帯です。カスケード火山弧の一部であり、ジェファーソン山の南西、ベルナップ・クレーターおよびワシントン山の北西に位置しています。最高標高は5,463フィート（1,665メートル）です。

サンドマウンテン・フィールドは、完新世に活動し、約4,000年前に噴火を開始しました。このフィールドには、23の玄武岩質および玄武岩質安山岩質のシンダーコーンと溶岩流が含まれており、合計42の火口が、ほぼ南北方向に延びる2つの帯状地形内に分布しています。その噴出量は、緻密岩換算で0.22～0.29立方マイル（0.92～1.21 km 3 ）で、テフラフィールドや溶岩洞系などの副次的な特徴を有しています。今後も活動が続く可能性がありますが、米国地質調査所の火山災害プログラムによると、このフィールド自体からの脅威は低いとされています。

このフィールドは、サンティアム峠近くのウィラメット国有林内にあります。一部には森林地帯があり、テフラを含む溶岩流の上でよく生育しており、ダグラスモミやウェスタンヘムロック、そして稀にウェスタンレッドシダーの林立に適した土壌となっています。周辺は地質学的に興味深い地域であり、フィールド内の火山丘の一つからはスコリアが採掘され、高速道路の供給に利用されています。近隣の観光スポットには、スキーリゾート、タモリッチ滝、クリアレイクなどがあります。

地理

サンドマウンテン火山地帯はカスケード火山弧の一部で、米国オレゴン州中央オレゴンカスケード山脈のハイカスケードセグメント[ 1 ]の西端に位置し、 [ 2 ]マッケンジー川上流域[ 1 ]の近くに位置しています。[ 3 ]面積は29平方マイル (76 km 2 ) [ 4 ]で、最高標高は5,463フィート (1,665 m) です。[ 5 ]サンドマウンテン火山地帯は、サンティアム峠近くのマッケンジーレンジャー地区のウィラメット国有林内にあり、ジェファーソン山の南西、ベルナップクレーターとワシントン山の北西に位置しています。[ 6 ]

この平原はマッケンジー川の水源であるクリア湖に接しており[ 7 ]、この平原からの溶岩流がダムを形成して湖ができた。[ 8 ]クリア湖はオレゴン州道126号線の近くに148エーカー（0.60 km 2）[ 9 ]の広さを誇り[ 10 ]、北部は浅く、南部は最大深度175フィート（53 m）に達する深い湖である。[ 9 ]他に近隣の湖にはロスト湖、ラバ湖、フィッシュ湖などがある。フィッシュ湖は夏の間干上がる一時的な湖で、約3,850年前にサンドマウンテン火山地帯からの溶岩流によって地元の排水路がせき止められてできた。 [ 11 ]過去の噴火活動には地元の地形が影響を及ぼし、溶岩流は西側の斜面を下っていき、風によって火山灰は北東に向かった。[ 7 ]

オレゴン・カスケード山脈の年間降水量は平均79～150インチ（2,000～3,800mm）で、その約80%が冬季に降ります。ハイカスケード山脈では、年間を通して降水量は安定しており、降水の大部分は雪として降り、その後溶けて地中に浸透し、数年後に泉に流れ込みます。[ 12 ]

生態学

この火山活動域の南部には成熟した森林が広がっているが、若い溶岩が堆積した他の地域は不毛である。[ 13 ]成熟した森林はテフラのある溶岩流地域に相当し、テフラに覆われていない地域は土壌がなく、限られた植生しか育たない。[ 14 ]標高4,300フィート（1,300メートル）以下のこれらの森林は、ダグラスモミとウェスタンヘムロックが優勢な、太平洋岸北西部の低地温帯気候の典型である。[ 15 ]注目すべきことに、サンドマウンテン火山活動域の森林には、太平洋岸北西部の他の森林によく見られるものよりもウェスタンレッドシダーが少ない。 [ 7 ]この火山活動域の北北東約3.1マイル（5キロメートル）にあるロスト湖の周囲には湿原が広がっている。[ 16 ]

クリアレイクには、ダグラスモミの木々が水没した森があります。[ 7 ]水深120フィート（37メートル）の下でよく保存されており、[ 17 ]湖底に立っている姿を見ることができます。[ 10 ]冷たい水はほとんどの生物の生育を阻害するため、湖の名前の由来となっています。[ 9 ] 1965年に水中の木々から採取したサンプルの分析によると、木々は約3000年前、サンドマウンテンからの溶岩流によってクリアレイクが形成された際に「水没」したと示唆されています。[ 18 ]この噴火は生態系を変え、湖の中、湖岸、そして新しい溶岩流の堆積物に新しい生息地を作り出しました。[ 17 ]現在、湖にはカワマスやカットスロートトラウトなど、クリアレイクで自然に繁殖する魚種が生息しており、毎年ニジマスが湖に放流されています。[ 17 ]

地質学

カスケード山脈とカスケード火山弧は、ファン・デ・フカプレートが北米プレートに沈み込むことによって形成されました。[ 19 ]オレゴン・カスケード山脈中央部には、西部カスケード山脈（約3500万年前から500万年前まで活動）と高地カスケード山脈（500万年前から活動）の2つのサブセグメントがあります。北米プレートが沈み込み帯の上空で時計回りに回転したため、火山活動はオレゴン・カスケード山脈中央部では東に移動し、北部カスケード山脈では西に移動しました。[ 6 ]

ハイカスケードのグラベンは、東はグリーンリッジ断層帯、西はホースクリーク断層帯に接している。幅は19マイル（30 km）、深さは1.2～1.9マイル（2～3 km）である。主に苦鉄質（マグネシウムと鉄を豊富に含む）溶岩を生成し、過去15,000年間で約14立方マイル（60 km 3）のマグマを噴出した。さらに、第四紀に確認されている噴火口の多くには、スコリア丘やその他の苦鉄質噴火口が含まれている。ハイカスケードのグラベンは、低カリウムのソレアイトマグマと、伸張と熱流束によって生成された比較的豊富なマントル源という、独特の地球化学的特徴を示している。[ 6 ]

サンドマウンテン火山地帯は、ハイカスケード地溝の陥没に関連した断層運動によって断層が形成された岩石にマグマが流入することで形成されました。岩脈として始まったこれらのマグマ塊は、導管を通って地表の火口へと移動しました。初期のマグマは玄武岩質でしたが、数百年後にはより進化した玄武岩質安山岩マグマに置き換えられました。[ 20 ]サンドマウンテン火山地帯の噴火は、2つまたは3つのマグマ溜まり[ 21 ]から供給され、その中には短い距離と時間にわたって複数の苦鉄質マグマ源が含まれていました。[ 22 ]

サンドマウンテン火山地域には、23 の玄武岩および玄武岩質安山岩のシンダーコーンとそれに伴う溶岩流が含まれます[ 5 ]。これらは、42 の火口がほぼ南北方向に[ 23 ]並んだ 2 つの配列によって生成されました。 [ 5 ] 2 つのグループはサンドマウンテンシンダーコーン付近で交差しており、その配列は、地域の下に複雑な火山岩脈が存在することを示唆しています。[ 1 ]サンドマウンテンは、高さ 820 フィート (250 メートル) で、地域内で最大のシンダーコーンです。 [ 1 ]世界火山活動プログラムによると、この地域には 6 つの主要な火口群 (すべて火砕丘)が含まれます。これらは、セントラルグループ、リトルナッシュクレーター、ロストレイクグループ、ナッシュクレーター、サンドマウンテンコーン、およびサウスグループです。[ 11 [ 23 ]オールド・ワゴン・ロード火口とグレート・スプリング火口の噴火ユニット付近に溶岩堆積物が見られることから、火口の再占拠の証拠もある。グレート・スプリングの円錐丘の1つはオールド・ワゴン・ロード火口の一部を埋めている。[ 24 ]

この分野には、サンド、ロスト レイク、ナッシュの 3 つの主要な地球化学グループがあります。これらを合わせると13 の噴火単位があり、そのうち 3 つは露出した火口と、関連する溶岩流を持たない火山円錐群とに関連付けられていません。サンド グループには5 つの噴火単位が含まれ、ナッシュ グループとロスト レイク グループはどちらも 4 つの噴火単位で構成されています。[ 25 ]ジャックパイン円錐には関連する溶岩堆積物がなく、スノーパーク溶岩ユニットには関連する火口がありません。[ 25 ]これら 2 つの堆積物は独特の組成を示しています。スノーパーク溶岩は、ジャック パイン溶岩を除いて、他の領域よりもバリウムと酸化カリウムの濃度が比較的高いですが、ジャックパイン溶岩はバリウムの濃度がさらに高く (ストロンチウムの濃度も非常に高く)、それぞれ 1081 ppm と 1343 ppm です。[ 27 ]

このフィールドの個々の溶岩ユニットは均一な組成を有し、周辺地域の他の若い溶岩堆積物とは異なっている。[ 25 ]主な特徴的な元素には二酸化ケイ素（シリカ）、二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウムなどがある。[ 28 ]サンドグループは、玄武岩から玄武岩質安山岩まで組成の多様性に富んでいるが[ 28 ] 、ロストレイクグループは主に玄武岩であり[ 29 ]、ナッシュグループは完全に玄武岩質安山岩で構成されている。[ 28 ]ナッシュグループは、際立って高いシリカ含有量と、酸化鉄(II)と酸化マグネシウムの独特の比率を示し、ロストレイクグループは、酸化鉄(II)と酸化マグネシウムの比率が低く、酸化マグネシウムの含有量が高いことで区別される。[ 29 ]

WoodとKienle（1993）によると、このフィールドの溶岩組成は亜アルカリ玄武岩と玄武岩質安山岩です。[ 5 ] Deligneら（2016）は、このフィールドには石灰アルカリ玄武岩も含まれると主張しています。[ 25 ]形態学的には、サンドマウンテンフィールドの溶岩はブロック状の外観をしており、[ 26 ]厚​​さは最大49フィート（15メートル）に達しますが、 [ 30 ]ロストレイクグループの一部はロープ状のパホエホエ表面をしています。[ 26 ]

サブ機能

サンドマウンテン・フィールドにあるジャックパイン・コーンは、カスケード山脈では特異なアブサロカイトで構成されています。その地球化学的特徴は、このコーンが別のマグマ溜まりから供給されたことを示唆しています。アブサロカイトはカスケード山脈の前弧部と中央カスケード山脈に分布しているため、この特異なマグマは地球のマントルから古い交代作用を受けた物質によって形成された可能性があります。 [ 22 ]

リトルナッシュクレーターの玄武岩質安山岩には、オリビン斑晶の含有量が少ない小さな斜長石斑晶が多数含まれ、シリカ含有量は約 56.8 パーセントです。これらの溶岩は、放射性炭素年代測定によると 2,590 ± 150 年前より新しいものです。[ 31 ]ロストレイクコーングループの玄武岩質溶岩には、わずかに斑状になったオリビン斑晶が 2～3 パーセント含まれており、これらの堆積物は、放射性炭素年代測定で 1,950 ± 150 年前と測定されています。[ 31 ]ナッシュクレーターには、オリビン斑晶がまばらでシリカ含有量が約 53.5 パーセントの玄武岩質安山岩溶岩流があります。[ 31 ]サンドマウンテンの玄武岩溶岩には、まばらに斜長石とカンラン石の斑晶が含まれていますが、玄武岩質安山岩溶岩にはカンラン石の斑晶のみが含まれています。これらの溶岩流の年代は、3,850±215年前から2,750年前まで様々です。[ 31 ]

このテフラ地域には、59平方マイル（154 km 2 ）の面積を覆い、0.094立方マイル（0.39 km 3）の体積を有する広範なテフラ堆積物も含まれています。[ 32 ]このテフラ地域は、オレゴンカスケード山脈中央部にある他の塩基性火山によって生成されたテフラよりもはるかに大きな体積と範囲を持っていることで注目に値します。[ 33 ]さらに、テフラは均一性を示し、[ 34 ] 0.0049インチ（125 μm）から0.020インチ（0.5 mm）の細粒サイズと火山礫の欠如を示しています。[ 35 ]これらのテフラ堆積物の年代は、放射性炭素年代測定によると、3,440 ± 250年から1,600年前まで変化します。[ 31 ]サンドマウンテンのシンダーコーンから5.6マイル（9km）離れたところでは6.6フィート（2m）以上の厚さに達し、シンダーコーンから7.5マイル（12km）離れたところでは3.3フィート（1m）以上の厚さに達します。[ 32 ] サンドマウンテンの砕屑岩内の微小亀裂[ 36 ]と、このフィールドのシデロメレンとタキライトの砕屑岩のブロック状で等角な形状と密度[ 37 ]は、サンドマウンテンフィールドの溶岩が水と反応したことを示唆しています。[ 38 ] McKay（2012）によると、これはおそらく地下水から来たものです。[ 39 ]

サンドマウンテン火山地帯の溶岩流を集水させたルーシー洞窟と呼ばれる溶岩洞があります。その長さは少なくとも490フィート（150メートル）、深さは26〜33フィート（8〜10メートル）に達します。[ 26 ]天井はアーチ型で、雫のような特徴があります。[ 40 ]また、2つの円形の「垂直ピット」があり、それぞれ深さ62フィート（19メートル）と98フィート（30メートル）に達します。[ 26 ]これらの開いた垂直火道溶岩洞窟は、センチュリーピットとモスピットとして知られ、サンドマウンテンの南西、東に伸びるスパター物質の尾根にあります。また、直径約30フィート（9.1メートル）のクレーターを残した以前の火口に3つ目の開いた火道の残骸もあります。モスピットとセンチュリーピットはどちらも垂直の円形の入口があり、滑らかな再溶融したライニングが施されている。モスピットの入口の直径は 8 フィート (2.4 メートル)、深さは 63 フィート (19 メートル) である。また、底部近くに小さな部屋があり、そこから 10 フィート (3.0 メートル) 下がっている。センチュリーピットはモスピットの東 150 フィート (46 メートル) に位置し、入口の直径は 3 フィート (0.91 メートル) である。周囲を高さ 1 ～ 2 フィート (0.30 ～ 0.61 メートル) のスパッタ物質の壁に囲まれ、垂直落差は 94 フィート (29 メートル) で、下半分は底部で 10 x 25 フィート (3.0 x 7.6 メートル) の部屋まで広がっている。底部の西側縁には深さ約 6 フィート (1.8 メートル) の開口部があり、その深さで堆積物によって塞がれている。両ピットの下部の部屋は亀裂の影響を受けているか、開いた亀裂噴出孔の一部を形成している可能性がある。[ 41 ]

火山地帯としての地位

デリーニュら（2016）は、サンドマウンテンが正式名称であるにもかかわらず、火山地帯とみなすのは「議論の余地なく不適切」であると主張している。[ 24 ]彼らは、サンドマウンテンは、この地域にある第四紀火山活動のより大きな火山地帯の短命な亜地形であり、彼らはそれをセントラルオレゴン火山地帯と呼んでいると主張している。[ 42 ]

噴火の歴史

完新世には、火山活動は特にノースシスター火山とスリーフィンガードジャック火山に集中しており、更新世の氷河の後退以来、少なくとも125の噴火中心が活動していた。[ 43 ]マッケンジー川上流域の噴火活動は、約7,700年前のマザマ山の噴火以来続いている。したがって、この地域はカスケード弧の中で最も新しい火山地域の一つである。この活動は、オレゴン・カスケード山脈中央部、ハイカスケード地溝の北西縁、ハイカスケード山脈とウェスタンカスケード山脈の境界付近に集中している。[ 4 ]

サンドマウンテン火山地帯における最後の噴火は約2000年前、同火山地帯の北北東端に位置するロストレイク火山丘群で発生した。[ 1 ]それ以前の約3000年から4000年前には、火山列に沿った火口から溶岩流が噴出した。溶岩流は西へ移動し、排水路を塞いで小さな湖を形成した。サンドマウンテンと近くのベルナップクレーターからの過去の溶岩流は、歴史的にマッケンジー川を破壊し、峡谷、湖、小川、泉を横切るように高度に断裂した溶岩堆積物を形成した。また、サハリー滝[ 1 ]とクーサ滝、そして長さ1.5マイル（2.4 km）のクリアレイクも形成した。クリアレイクには、噴火後の木の残骸である枝や樹皮が今も残っている。[ 44 ]

火山地帯の溶岩および火山円錐丘全体の緻密岩換算体積（DRE）は、0.22～0.29立方マイル（0.9～1.2 km 3）と推定されています。サンドグループのDRE体積は0.15立方マイル（0.64 km 3）、ロストレイクグループのDRE体積は0.072立方マイル（0.3 km 3）、ナッシュグループのDRE体積は0.053立方マイル（0.22 km 3）です。[ 21 ]

過去の放射年代測定によると、サンドマウンテン火山地帯の年代は1,000年以内とされている。より正確な古地磁気年代測定によると、この火山地帯には少なくとも13の異なる噴火ユニットが含まれており、それらは約2,950年前の短期間（おそらく数十年程度）に生成されたと示唆されている。この火山地帯の北端にあるジャックパインの火口は、この火山地帯の他の地形とは異なる構成をしており、おそらくこの火山地帯の他の部分よりも約4,000年前に噴火したと考えられる。[ 11 ] Deligneら（2016）はこの年代推定に同意し、テフロクロノロジーの証拠と溶岩の組成分析からジャックパインの噴火は約7,000年前、サンドマウンテン火山地帯の主な噴火は約3,000年前に発生したと主張している。[ 45 ]

世界火山活動プログラムによると、紀元前950年±200年に確認された噴火の火山爆発指数は4であり、紀元前5050年に確認されたジャックマウンテンの別の噴火の火山爆発指数は2でした。[ 11 ]地質学的証拠はサンドマウンテンフィールドの噴火が爆発的であったことを示唆していますが、[ 46 ]非常に爆発的な噴火が長期間にわたって持続したため、激しいストロンボリ式噴火とは異なり、おそらく水との相互作用に一部起因しています。 [ 47 ]ウォルシュ（2012）は、噴火を亜プリニー式に分類しています。[ 48 ] [ 49 ]

ナッシュクレーターのシンダーコーンから約3,850年前に溶岩流が噴出し、西に流れて川をせき止め、フィッシュ湖とラバ湖を形成しました。溶岩流には植生がなく、塊状でした。[ 11 ] Sherrodら（2004）によると、フィッシュ湖溶岩流としても知られるこれらの溶岩流は、マザマ山の壊滅的な噴火後にサンティアム峠とマッケンジー峠付近で発生した最古の溶岩流です。サンドマウンテンの火山灰で見つかった炭化した針葉樹の枝の放射性炭素年代測定では、現在から3,440 ± 250年前という年代が得られました。[ 50 ]ナッシュクレーター近くの側方モレーン上の木炭の放射性炭素年代測定では、2,590 ± 150年前という年代が得られました。[ 51 ]ロスト湖のシンダーコーンは約1950年前に、火山地帯の北端付近を南北に走る割れ目に沿って噴火しました。これらの噴火によってロストクリークの支流が堰き止められ、ロスト湖が形成されました。[ 11 ]

将来の脅威

サンドマウンテン平原は、人口およそ50万人から62マイル（100 km）離れた場所にあります。[ 11 ]中央オレゴンからウィラメットバレーへ向かう主要な交通路[ 52 ]や人気のスキー場[ 47 ]に近く、将来の噴火は「重大な社会的影響」をもたらす可能性があるとDeligneら（2016）は述べています。[ 52 ]中央オレゴン火山地帯周辺の噴火による溶岩流は高速道路に到達する可能性がありますが、この地域のほとんどの苦鉄質火山活動は、地方道路の数が少ないことを考えると、交通を脅かす可能性は低いです。[ 42 ]サンドマウンテンの噴火によるテフラは、火口から6.2マイル（10 km）以上到達する可能性があり、溶岩流が森林地帯に到達した場合は、森林火災を引き起こす可能性があります。[ 42 ]しかし、米国地質調査所の火山災害プログラムによると、現場からの脅威の可能性は「低い/非常に低い」とのことです。[ 1 ]

近隣のカスケード山脈では、噴火活動が再開する可能性が高い。スリーシスターズ複合火山付近の地殻変動は、この地域に貫入マグマが存在することを示唆しており、最終的には噴火につながる可能性があるものの、現在は貫入が停滞しているように見える。さらなるマグマの貫入は、サンドマウンテン平原に見られるものと同様の新たな噴石丘を形成する噴火につながる可能性がある。[ 53 ]さらに、噴火後には、二酸化硫黄、塩化水素、フッ化水素などの有害な火山ガスが蓄積する可能性がある[ 49 ]。[ 54 ]

人類の歴史

マッケンジー川上流域は地質学的研究の関心地域です。最初の研究は1929年にH.T.スターンズが率いて行われました。[ 4 ] [ 55 ] 1957年、H.ウィリアムズは偵察地質図を作成し、[ 4 ] 1965年にはEM.テイラーがさらに詳細な地図を作成しました。テイラーの研究により、サンドマウンテン火山地帯に9つの溶岩ユニット、ベルナップ火口にもう1つの溶岩ユニットが存在することが判明しました。[ 4 ] [ 56 ]シェロッドら（2004年）はテイラーの研究に基づいて地図を発表しました。[ 4 ]

1963年11月、米国森林局はユージーンからホワイトウォーター・ダイバー・グループのダイバーを派遣し、アクアラング技術を用いてクリア湖の樹木サンプルを採取した。1本の樹木から2つのサンプルが採取され、どちらも直径約1フィート（0.30メートル）で、水深約13フィート（4.0メートル）の地点で採取された。[ 18 ]放射性炭素年代測定の結果[ 57 ]、サンプルの年代はそれぞれ現在から3,200±220年前と2,705±200年前と推定された。[ 18 ] Licciardiら（1999）による放射性炭素年代測定でも、現在から2,750±45年前という同様の結果が得られた。[ 58 ] 2004年にナッシュクレーター近くの側方モレーンで針葉樹の枝と木炭の放射性炭素年代測定が行われ、それぞれ現在から3,440±250年と2,590±150年前と推定された。[ 51 ]

リトル・ナッシュ・クレーターからは、サンティアム峠付近の高速道路の供給のために赤色の酸化スコリアが採掘されている。[ 11 ]カルメン・スミス水力発電所はマッケンジー川上流から水が供給されており、約115馬力（86kW）の電力を発電している。[ 6 ]

レクリエーション

マッケンジー川上流域には、人気の観光地であるクリア湖とタモリッチ・プールがある。[ 6 ]クリア湖では、カヌー、釣り、非動力ボートなどが人気で、コールドウォーター・コーブ・キャンプ場には34のキャンプサイトがあり、隣接するクリア湖リゾートには食料品店、釣具店、レストランがある。[ 17 ]

マッケンジー峠内の溶岩流を含む火山性地形は、歴史的に通行するドライバーの注目を集めてきました。[ 10 ]サンティアム峠にはスキー場もあります。[ 6 ]

参照

参考文献

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出典

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