洪水玄武岩（フラッドバサルト／トラップ玄武岩）とは｜成因・特徴・地球史の概要
洪水玄武岩（フラッドバサルト／トラップ玄武岩）の成因・特徴・地球史での影響を図解と事例で分かりやすく解説。巨大溶岩流やマントル起源を簡潔に把握。
洪水玄武岩またはトラップ玄武岩は、巨大な火山噴火または一連の噴火の結果であり、広大な土地や海底を玄武岩溶岩で覆っています。
こうした噴火は短い地質学的時間スケールで大量の溶岩を放出し、数万～数百万km3にも達する溶岩体を形成することがあります。溶岩は粘性が低いため広がりやすく、厚い層状の流れ（シートフロー）を重ねて平坦な高原や段状の地形を作ります。名称の「トラップ」はスウェーデン語のtrappa（階段）に由来し、堆積した溶岩層が階段状の地形を示すことが多い点を表しています。
洪水玄武岩は、先史時代には大陸ほどの大きさの地域を覆い、大きな高原や山脈を形成してきました。洪水玄武岩は、地球の歴史の中で様々な時期に噴火してきました。これは、地球が一様に安定した状態にあるのではなく、活動が活発な時期があることを明確に示しています。
こうした噴火はしばしば「大規模火成岩類（LIP: Large Igneous Province）」としてまとめて扱われます。堆積した溶岩の厚さは数百メートルから数キロメートルに及ぶことがあり、現地の地形や侵食の程度によって現在観察される地形はさまざまです。
氾濫玄武岩の説明の一つは、氾濫玄武岩が大陸の隆起とそれに伴う融解の組み合わせによって引き起こされるというものです。その後、マントル噴煙が大量の玄武岩マグマを生成します。これらのマグマは粘度が低いので、高い火山を形成するのではなく、「洪水」を起こすのです。
成因モデルとしては主に次の二つが考えられます。ひとつはマントルプルーム（ホットスポット）によるプルーム頭部の急速な上昇と圧力低下で大量の脱圧融解が起きるモデル、もうひとつは大陸リフトや地殻伸張によって上部マントルの融点が下がり部分融解が進むモデルです。多くのケースではこれらが組み合わさっていると考えられます。
洪水玄武岩は、アステノスフィアの深さ１００～４００ｋｍから始まります。大量の溶岩を排出するトラップと同じくらい大きな部分融解を起こすためには、大きな入熱が必要です。このような融解はホットスポットの近くで起こることがあり、その結果、ホットスポットの深部からのマグマとマントル噴煙によって生成された表層のマグマの混合物が生じることになります。
特徴
- 広がり：面積は数千〜数百万km2に及ぶことがあり、広域的に地表を覆う。
- 厚さと体積：局所的には数百〜数千メートルの厚さ、総体積は10^4〜10^6 km3級に達することもある。
- 岩石学：主に玄武岩質（しばしばトロオライト系やソーダルカリな変種を含む）で、低粘性の溶岩流が支配的。
- 構造：溶岩流が重なってできた層理、冷却時に生じる柱状節理や溶岩台地特有の段丘状地形が見られる。
- 噴火様式：爆発的というよりは大量の溶岩が短時間で広がる「流出」的な噴火が中心。
- 年代測定：40Ar/39ArやK–Ar、U–Pbなどの絶対年代法と古地磁気によって噴出時期が精密に決定されることが多い。
地球史への影響
洪水玄武岩の噴出は地球環境に大きなインパクトを与えます。大量の火山灰や硫黄酸化物は短期的に気候冷却をもたらし、CO2の放出は長期的な温暖化を引き起こす可能性があります。実際、シベリア・トラップの噴火はペルム紀末の大量絶滅と強く関連づけられており、デカン・トラップは白亜紀末（K–Pg境界）における生物大量絶滅に影響した可能性が指摘されています。
また、海洋の酸素欠乏（海洋無酸素事変）や酸性雨、栄養塩の供給による一次生産変動などを通じて生態系に長期的な変化を引き起こすことがあります。これらの影響は噴火の規模、持続時間、放出ガスの種類と量によって大きく左右されます。
代表的な例
- シベリア・トラップ（ロシア） — ペルム紀末の大規模噴出と大量絶滅との関連で有名。
- デカン・トラップ（インド） — 白亜紀末の噴火活動、K–Pg絶滅との関連が議論されている。
- コロンビア盆地玄武岩（アメリカ北西部） — 若い洪水玄武岩地域の代表例で、流れの層序や年代が詳細に研究されている。
- パラナ・エテンデカ（南米・アフリカ）やカルー・フェラー（南アフリカ・南極周辺）など、他にも複数の大規模なトラップ地域が知られる。
研究手法と現代的意義
洪水玄武岩研究には地質学的調査、岩石学・鉱物学的分析、化学組成（微量元素・同位体）解析、古地磁気や年代測定などが用いられます。現代ではこれらのデータを統合して噴火のスケール、速度、環境影響を復元し、火成活動と生物・気候の相互作用を理解することが重要視されています。
まとめ：洪水玄武岩（トラップ玄武岩）は、短期間に大量の低粘性玄武岩質マグマが流出して広大な地表を覆う現象であり、地球の地殻・マントルダイナミクス、気候変動、生物進化に大きな影響を与えてきました。現在でもその成因や環境影響は活発に研究されています。
ブラジル、パラナマグマ州の崖。1億28～1億3800万年前の巨大溶岩流の一部。このイベントの一部は、ナミビアとアンゴラのエテンデカのトラップで見ることができます。これらの地域は、パンゲアで触れていた
コロンビア川玄武岩群の複数の洪水玄武岩流。写真は、トラップと呼ばれるこれらの地層の段差状の特徴を示しています。上部の玄武岩はRozaメンバーであり、下部の峡谷にはFrenchmen Springsメンバーの玄武岩が露出しています。
溶岩台地
溶岩台地とは、溶岩が地面から出てきて非常に早く広がったときに形成される、平らで広い表面（台地）のことです。溶岩の層が時間をかけて積み重なって溶岩台地を形成することがあります。溶岩台地の一般的な性質をご紹介します。
- それらは、層状構造を持つ玄武岩溶岩の非常に大きな領域です。
- 溶岩は、噴火のたびに高原をより大きく、より高くします。
- 平らになりがちです。
- 中層の海嶺の噴火により、海底に大きな平野ができます。
- これらのプラトーの溶岩は、薄くて水切れの良いものです。
- これらのプラトーが形成されるには何百万年もかかるかもしれません。
- 時間をかけて同じ地域に何度も亀裂の噴出があると、高台ができてしまうことがあります。
例としては、以下のようなものがあります。
中国南西部の峨眉山トラップ、四川省周辺の峨眉山トラップ、インド中部のデカントラップ、シベリアトラップ、北米西部のコロンビア川台地は、先史時代の洪水玄武岩に覆われた4つの大きな地域である。玄武岩の洪水は、アイスランドのエルグジャ（Eldgjá）とラカギガー（Lakagigar）で発生しました。地球上で最大かつ最も保存状態の良い大陸性の洪水玄武岩地形は、カナダのマッケンジー大岩質州の一部です。月のマリアは、さらに広範囲の洪水玄武岩です。海底の洪水玄武岩は、海洋の台地を形成しています。
1回の噴火で覆われた表面は、約200,000 km² (Karoo) から 1,500,000 km² (Siberian Traps) まで変化します。厚さは2000m（デカン・トラップ）から12,000m（スペリオル湖）まで様々です。これらは侵食により元の体積よりも小さくなっています。
溶岩台地のもう一つの例として、北アイルランドのアントリム郡にあるジャイアンツ・コーズウェイがあります。これは元々、トゥーラン高原と呼ばれる大規模な火山台地の一部でした。
質問と回答
Q:洪水玄武岩とは何ですか?
A:洪水性玄武岩は、巨大な火山の噴火や一連の噴火によって、陸地や海底が玄武岩の溶岩で覆われたものです。
Q: 洪水玄武岩はどのくらいの広さを覆うことができるのですか?
A:先史時代には、大陸全体と同じくらいの面積を覆い、大きな台地や山脈をつくりました。
Q:玄武岩ができる原因は?
A:大陸の移動とそれに伴う融解、マントルプルームによる大量の玄武岩質マグマが原因です。
Q: 洪水玄武岩はどこから始まるのか?
A: 深さ100〜400kmのアステノスフィアから始まります。
Q: そのような大規模な部分溶融が起こるためには何が必要なのか?
A: トラップのような大規模な部分溶融が起こり、大量の溶岩が噴出するためには、大きな熱入力が必要である。
Q:この熱量はどこから来るのですか?
A: ホットスポットの近くからで、ホットスポットの深部からのマグマとマントルプルームによる表層のマグマが混ざっています。
Q:地球は一様な定常状態ではなく、活動が活発な時期があることがなぜ分かるのか?
A: 地球の歴史上、様々な時期に玄武岩の洪水が噴出したため、地球が一様な定常状態ではなく、活動が活発な時期があることが分かっています。
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