クラトン

クラトン：大陸の不変の基盤

クラトンとは、大陸地殻のなかで、カンブリア紀以前、すなわち5億年以上もの間、地質学的に安定した状態を保ってきた領域のことです。安定陸塊、安定地塊、あるいは剛塊とも呼ばれ、造山活動やプレートの移動といったダイナミックな地殻変動の影響をほとんど受けていません。カナダ[[楯状地]]、バルト楯状地、シベリアクラトン、西オーストラリアクラトンなど、世界各地に広がり、大陸の基盤をなす重要な地質構造です。

クラトンの特徴

クラトンは、主に花崗岩などの低比重の珪長質岩石から構成され、厚い地殻と、マントル深部まで伸びる「根」と呼ばれるリソスフェア（地球の硬い外殻）を特徴としています。この根は、クラトンの安定性を支える重要な要素であり、深さ200kmにも及びます。

クラトンは、地表では侵食によって平坦な地形、例えば台地や準平原、構造平野などを形成しています。クラトンの地表に先カンブリア時代の基盤岩が露出している部分を楯状地、基盤岩が堆積岩で覆われた部分をプラットフォームと呼びます。これらは、クラトンの構成要素として認識されています。

クラトンの形成：クラトン化

クラトンの形成過程は「クラトン化」と呼ばれ、地球初期の太古代に始まりました。太古代は、地球内部からの熱流量が現在よりはるかに高かった時代であり、活発なプレート運動と火山活動が特徴です。この時代に、小さな大陸がいくつも形成され、それらが衝突や合体などを繰り返すことで、徐々に現在のクラトンへと成長していったと考えられています。

クラトンを構成する岩石は、主に珪長質の火成岩や変成岩です。これらは、ホットスポットでのマグマ活動や、海洋地殻の沈み込みに伴う変成作用によって形成されました。太古代の地殻は、現在の大陸地殻のごく一部しか残っていませんが、それでもクラトンの形成と進化の歴史を解き明かす上で重要な手がかりとなります。

初期のクラトン化のプロセスは、非常に厚い苦鉄質の岩盤や超苦鉄質岩盤、それに加えて若い珪長質火成岩や堆積岩が複雑に混ざり合って形成された、複数のドーム状の珪長質バソリスの上昇によって形成された向斜構造から始まったと考えられています。その後、地殻上部の花崗岩とグリーンストーンの岩体は、成分の転化や穏やかな空間的な収縮を経て、地殻下部から切り離され、クラトン化が完了しました。

クラトンの深部構造とマントル

クラトンは、その深部構造も独特です。マントルの地震波トモグラフィー調査では、クラトンの下に、周囲のマントルよりも温度の低い、厚いリソスフェアが存在することが明らかになっています。この厚いリソスフェアは、クラトンの安定性に大きく寄与し、プレートテクトニクスのダイナミックな動きから守る役割を果たします。

クラトンの根を構成する岩石は、キンバーライトパイプと呼ばれる火山活動によって地表に運ばれてくることがあります。キンバーライト中には、橄欖岩やダイヤモンドなどの深部マントル物質が含まれており、クラトンの起源やマントルの進化を研究する上で貴重な情報源となっています。

特に、斜方輝石橄欖岩やアルプス型橄欖岩、そしてエクロジャイトといった岩石は、マントル深部の高温高圧条件下で形成されたものであり、古代海洋地殻がクラトンの根に沈み込んでいることを示唆する証拠となっています。これらの深部のマントル物質はクラトンの安定性を増し、プレートの衝突や堆積物の沈み込みによる破壊に対する抵抗力を高めていると考えられます。

クラトンの地域

クラトンは世界各地に存在し、それぞれの地域で独自の歴史と特徴を持っています。代表的なものとしては、以下の地域が挙げられます。

ローレンシア（カナダ[[楯状地]]）
バルト楯状地
シベリアクラトン
ゴンドワナランド（アフリカ、南アメリカ、オーストラリア、インド、南極など）
* シナ地塊

これらのクラトンは、現在の大陸を形成する上で重要な役割を果たし、地球の歴史を解き明かす鍵となります。

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