小さな飛行機は右にバンクしていった。 左舷の私の席からは、氷の上を渡るその影が見えました。 スキーを履いているので、アヒルが足を広げて着水しているようにも見えます。

先カンブリア時代の砂岩の急峻な層が、協奏的な褶曲（しゅうきょく）によって歪んでいます。

この先カンブリア紀の砂岩の急峻な傾斜層は、協奏的な褶曲によって歪んでおり、何枚も写真を撮った。

この先カンブリア紀の砂岩の急峻な層は、協奏的な褶曲によって歪んでいる。 砂岩の上に、背景とほぼ同じ白さの薄い岩が乗っているのだ。 カンブリア紀の石灰岩である。 “魅力的だ」と思いながら、私は再びカメラを構えた。 “

私と同僚は、氷の大陸の2つの地質区分（東と西）がお互いにどのように関係しているかを調べるために、南極のペンサコーラ山脈に来ていました。 東南極大陸は、オーストラリア、インド、アフリカの南に位置する古い先カンブリア時代の楯であり、西南極大陸は、地質学的には若く、活発な火山活動が行われている太平洋を囲む「火の輪」の一部である。 東南極シールドの隆起した縁は、ペンサコラスが北の延長を形成しているトランス・アンタークティック山脈に沿って西南極と接しています。

長い旅でした。 ロサンゼルスからニュージーランドまで民間ジェット機で14時間、ニュージーランドから南極マクマード基地までスキー装備のハーキュリーズ輸送機で10時間、さらに南極大陸を5時間かけて横断し、南極点を迂回してペンサコーラ山脈に到着した。 ベースキャンプを設営して、いよいよロサンゼルスのビーチと同じ海の南端に位置する山に到着した。

とはいえ、まだ岩場に行かなければならない。南極ではこのようなツアーには時間がかかる。 クレバスのない着地点を選んだパイロットは、「スキー・ドラッグ」のためにツインオッターを降ろしました。 つまり、ランディングギアに重量をかけても、再び離陸するのに十分な対気速度を維持するのだ。 私たちは旋回しながら、この足跡を注意深く観察しました。 クレバスは雪の下に隠れてしまうものだが、ここにはブルークラックの痕跡はなかった。 再び旋回してタッチダウンすると、雪の下にある粗い氷にぶつかる可能性を減らすために、素早く停止した。 揺れながらの着陸だったが、機体の損傷は表面的なもので済んだようだ。

化石の手がかり
ペンサコーラ山脈で露出している2種類の岩石の境界は、地球の歴史の中で最も基本的なものの1つです。 45億年前に地球が誕生した後、40億年に及ぶ「先カンブリア時代」がやってきました。 先カンブリア時代の終盤、約7億5千万年前、軟体動物や多細胞生物が誕生した頃に、先ほど見たパツクセント層の下層にある茶色の砂岩が堆積した。 これらの地層は、大陸シールドの中に開いた地溝帯で形成されました。

約5億4千万年前、多細胞生物の爆発的な出現により、カンブリア紀が始まりました。

約5億4千万年前、多細胞生物の爆発的な増加により、カンブリア紀が始まりました。砂岩の上にできた浅い海には、円錐形の生物アーキエイタの骨格が無数に集まりました。 これが東南極大陸の縁に沿って岩礁を形成し、やがて石灰岩に変化していった。

パツクセント砂岩が堆積したきっかけとなったリフティング現象は、東南極大陸が他の大陸から分離したことを反映しています。 約7億5千万年前に太平洋の盆地が開かれ、その後、島嶼火山の火成岩や沈み込む海底から削り取られた物質が東南極に降着して西南極を形成した）。 このリフティングは、現在の大陸が分断された超大陸パンゲアが形成されるずっと前に起こった。 パンゲアが形成されたのは、古生代の終わり、約2億5000万年前のことである。

崖の上に向かって尾根を登っていくと、石灰岩の下にあるカンブリア紀の最下層は、ピンク色の礫岩や粗い砂岩でできていました。 深くなった地溝と沈降する縁辺部の上を海が進むにつれて、先カンブリア時代の岩石は玉石や小石、砂粒などに粉砕されていきました。 登るにつれて堆積物の粒子が細かくなり、ネルソン・ライムストーンの直下にある石英砂岩は旧友のように見えました。

これらの管は、堆積物から栄養分を抽出し、巣穴の周りに粘土質の残留物を残した古代のフィルターフィーダーの唯一の痕跡です。 “まるで北アメリカ西部のようだ “と私は声を大にして言いましたが、それはスコットランド北西部のダーネス岩にも似ています。

Matching Mountains…
しかし、地質学者にとって、岩石の経験は何物にも代えがたいものです。

このようにして、私は南極大陸ではなく、南極大陸から来た大陸ではないかと考えたのです。 先カンブリア時代末期に南極大陸が分裂した大陸は、もしかしたら北アメリカ西部だったのではないか？

その答えは非常に大きな意味を持っています。 当時の世界の古地理（「古地理」とは、地質学者が「歴史的」という意味で使う接頭語です）は、現在のところ謎に包まれています。 大陸がどのように分布していたかを知ることは、カンブリア紀以前の膨大な環境変化を知る手がかりとなります。 先カンブリア時代の後半にはいくつかの氷河期があり、海洋や、おそらく大気の化学的性質が大きく変化しました。

大陸が移動するダイナミックな地球上で、古代の地理を確実に描き出すのは難しいことです。 アルフレッド・ウェゲナーをはじめとする大陸移動理論の先駆者たちは、大西洋の縁で切り落とされた南北アメリカのいくつかの山脈が、海を隔ててヨーロッパやアフリカの山脈ときれいに一致していることに注目していました。

パンゲアが本来の大陸配置ではないことを示す証拠がいくつかあります。 溶岩から鉄分を含んだ岩石が固まると、地球の磁場の方向に磁化されます。 新生代以前の溶岩が固まった岩石の磁化は、北米とアフリカで大きく異なり、その昔、大陸が別々に移動していたことを示唆している。 また、ファマティニアンベルト（アルゼンチン）、モザンビークベルト（アフリカ）、古いアパラチア山脈など、パンゲアの山脈では、古代の海底の断片である火山岩が見つかっている。 これらの古生代・先カンブリア時代初期のオフィオライトと呼ばれる岩石は、超大陸が合併した際にかつての海盆が閉じたことを証明している。 1960年代、カナダの沿海州のアパラチア山脈に古生代初期のオフィオライトが存在することに気付いたカナダの地球物理学者J.Tuzo Wilsonは、「大西洋は開いたのか？ “

パンゲア以前の大陸構成を再構築する上で、海底からは何の助けも得られません。 太平洋の盆地はすでに存在していましたが、そのような古代の海底は、盆地に接する大陸の下に長い間押し込まれていました。 地質学者は、パンゲア以前の大陸移動を示す海洋の「鉄道地図」を持っていない。

…余白
パンゲアの中には、明らかに対応するものがない古代の大陸の余白があります。 北米、南米、南極、オーストラリアの太平洋側の縁は、いずれも7億5000万年前から5億5000万年前の先カンブリア時代の終わり頃に形成されました。 また、北米大陸の祖先であるローレンシア大陸のアパラチア縁も、この時期に別の大陸から隆起したものである。 ウィルソンがこの質問をして以来、この大陸の縁は西ヨーロッパとアフリカ北西部であると考えられてきた。

1989年には、アメリカが主催する国際地質学会議の一環として、南極へのフィールドトリップを行いました。この遠征の目的は、地質学者の中でも特に強靭な精神を持つごく少数のグループが独占していた南極の地質学を、世界の地球科学の主流にすることでした。

そのうちの一人、エルドリッヂ・M・ムーアは、カリフォルニア大学デービス校の図書館で、カナダ地質調査所のリチャード・T・ベルとチャールズ・W・ジェファーソンの短い論文を見つけました。 彼らは、カナダ西部とオーストラリア東部の先カンブリア時代の地層の類似性を指摘し、カナダとオーストラリアの太平洋岸の縁が並存していたのではないかと結論づけている。 最近の旅行で敏感になっていたムーアは、これはアメリカと南極大陸の太平洋縁が並置されていたことを意味すると気づき、私と同じ考えを持った。 早速、図書館で調べて、ローレンシャンと東南極の盾の内部の構造の類似性を示した地図を送ってくれた。 “

ずれた大陸の内部構造の類似性は、かつて並置されていたことを示す有力な証拠となります。 ムーア氏が特に注目したのは、トランス・アンタークティック山脈に沿って、シャックルトン山脈と呼ばれる場所に、ニューメキシコ州やアリゾナ州の大部分の地下にある岩石と年齢や性質が似ている岩石があるという報告です。 また、南極のある海岸付近では、北米大陸の東・南縁に沿ってラブラドールからテキサスまで続いている古い帯状の岩石である「グレンビル地域」を特徴づけるような、およそ10億年前の岩石が発見されていることを指摘した。

私の疑問がついに解決するかもしれないという可能性に燃えた私は、テキサス大学オースティン校の研究所にあるソフトウェア「PLATES」を使って、ムーレスの復元を再現しました。 このソフトウェアでは、大陸の断片をグループ化し、地球上を幾何学的な精度で移動させることができます。 しばらくして、同僚のリサ・M・ガハガンと私は、境界の一致に関する不確定要素をすべて取り除きました。 さらに、テキサス州のグレンビル岩とアリゾナ州やニューメキシコ州のより古い岩石との間の境界は、南極大陸に突き出ていた。ちょうど、氷の下にも同じような境界があると知っていた場所で、シャックルトン山脈とウェッデル海の凍った海岸に沿った小さな岩石の露頭との間の境界である。

もし北米大陸の西端が東南極やオーストラリアと結合していたとしたら、他の大陸がアパラチア縁辺部から隆起したのではないかと考えられます。 ポール・F・ホフマン（現ハーバード大学）と私は、北米のローレンシャン・シールドの東側が、アマゾンとリオ・デ・ラ・プラタと呼ばれる南米の先カンブリア時代のシールドに挟まれたのではないかと考えました。 コンピュータの画面上で3つのシールドを操作しているうちに、ローレンティアのラブラドール-グリーンランドの隆起は、チリとペルー南部の間にある南米の縁辺部の凹み（よくアリカの堤防と呼ばれる）の中で生まれたのではないかと思いつきました。 岬も堤防も先カンブリア時代後期のものと考えられています。 しかし、これらは同じ大きさ、同じ形をしていますが、アパラチア山脈やアンデス山脈が隆起した際に大きく変化しました。

Crystalline enigma
私の提案は、アンデスの地質学の長年の謎を説明する可能性を提供します。 若々しく活動的なペルーの縁に沿って、19億年前の結晶性の岩石が見つかっています。 当時、ロイヤル・オンタリオ博物館に所属していたハードルフ・A・ワステニースは、ペルー南部の海岸沿いにあるアレキパ山塊のジルコン結晶の年代を測定した。 彼は、これらの岩石が、13億年前から9億年前に北アメリカのグレンビル山地が形成されたときに、高度に変成されたことを証明した。

ローレンティア大陸の東縁に南米とのつながりがあるという仮説は、思いがけず私のキャリアを一周させてくれました。 私はスコットランドで育ち、その岩石で地質学の歯を磨いてきました。 スコットランド北西部と、ブリティッシュアイランズの西端に位置する水没したロックオール台地は、北大西洋盆地がほぼ開き終えるまで、北米の一部であった。 スコットランドは、ラブラドール-グリーンランドの岬の頂点に位置していた。 私が1960年代に博士号を取得するために研究したスコットランド高地の岩石は、アリカ海溝に（電子的に）納まると、ペルーやボリビアの同様に古い岩石に続いているように見える。

SWEAT仮説と汎アメリカ的なつながりを仮定すると、先カンブリア時代後期の大陸と海の世界的な分布を再構築することができます。 多くの地質学者は、大陸と海盆が占める相対的な面積は、先カンブリア時代末期から変わっていないと考えています。 したがって、南極大陸、オーストラリア、北アメリカ、南アメリカの断片が、現在ロディニアと呼ばれているパンゲア大陸以前の超大陸に融合していたとすれば、他の場所にも広大な海があったはずである。

およそ7億5千万年前から5億5千万年前の間に、これらの海の盆地は破壊され、アフリカ、オーストラリア、南極、南アメリカ、インドのすべての先カンブリア時代の核が合体してゴンドワナ超大陸が誕生しました。 ローレンティア大陸と東南極-オーストラリア大陸の間に太平洋盆地が開かれたのは、この時期である。 ニューファンドランドの火山岩の同位体年代測定から、ローレンシア大陸と南アメリカ大陸の間の海盆が開いたのはカンブリア紀の初めであることがわかった。

北米大陸の旅を再構築するには、古代の岩石の磁化という重要な情報が必要です。 このようなデータがあれば、地質学者は岩石が形成されたときの緯度や方向を把握することができます。 しかし、地球の磁場は軸対称であるため、古地磁気の測定では岩石の本来の経度を知ることはできません。 例えば、アイスランドとハワイの溶岩は、1億年後の地質学者には島の緯度と方位はわかっても、経度の大きな違いはわかりません。

ローレンティアの伝統的な復元図では、古生代にそのアパラチア縁がアフリカ北西部の反対側にあったとされています。

従来のローレンシア大陸の復元では、古生代にアパラチア縁がアフリカ北西部の反対側に位置していましたが、北米大陸の経度が古地磁気データに制約されていないことを利用して、ゴンドワナ大陸との関係を別の方法でプロットしてみました。

アルゼンチンのラプラタ大学のルイス・H・ダラ・サルダ、カルロス・A・シンゴラーニ、リカルド・ヴァレラの3人は、この「エンドラン」のスケッチを見て興奮しました。 彼らは最近、アルゼンチン北部のアンデス山脈に根を下ろしている古生代の山脈が、ゴンドワナ大陸に別の大陸が衝突してできたのではないかと提唱していた。 しかも、このファマチニアンベルトの西縁には、北米に特徴的な三葉虫を含むカンブリア紀からオルドビス紀下部の石灰岩（5億4500万〜4億9000万年前）が含まれている。

先カンブリア時代末期に南米大陸から隆起した後、北米大陸はかなり離れた場所に移動したようです。 ゴンドワナが氷河期にあったカンブリア紀には、北アメリカは赤道直下にありました。 その後、南米のクラトンの下に海底が沈み込み、オルドビス紀に北米と南米が再び衝突しました。 ジョージア州で突然終わるアパラチア山脈の古い部分は、アルゼンチンのファマチニアンベルトと連続していたと考えられます。

End of the Run
オルドビス紀の衝突の後、大陸は再び分離し、特徴的な三葉虫を含む北米の石灰岩がアルゼンチン北西部に残されたようです。 アルゼンチンの同僚と私は、これらの岩石がメキシコ湾の祖先であるワラチタ湾入部を引き裂いたのではないかと考えています。

北米大陸と南米大陸は、北米大陸がアフリカ北西部と衝突してパンゲアを完成させる前に、再び相互作用した可能性があります。

ペルーのアンデス山脈の古生代の堆積岩を研究しているフランスの地質学者は、それらが近隣の大陸から浸食されたに違いない破片でできていることを発見しました。

現在、太平洋に覆われているこの大陸は、ペルーのアレキパ山塊の延長線上にあったと考えられています。

しかし、それは北アメリカだったかもしれません。ドイツのハイデルベルグ大学のハインリッヒ・バルバーグ氏が指摘しているように、南アメリカ北西部の4億年前（デボン紀）の地層では、古代の暖かい北アメリカの動物群が、アフリカ南部やフォークランド（マルビナス）諸島の冷たい水の動物群と混ざっています。 北米の東海岸に沿ったアカディアン造山帯と呼ばれる変形や、南米の縁辺部に沿った山岳構造の切断などと合わせて、デボン紀にローレンティア山脈が南米北西部を横切ったことを示す証拠となる。 メキシコのオアハカでは、オルドビス紀の石灰岩に南米産の三葉虫が生息しており、これはもう一つのテレマークです。

その約1億5000万年後、北米は再び北ヨーロッパ、アジア、ゴンドワナ大陸と衝突しました。 パンゲアは、ウラル山脈、ベルギーやフランス北部のアルモリカン山脈、ワチタス山脈、最も若いアパラチア山脈を縫合するように、これらの大陸の衝突から生まれました。 5億年の旅を経て、北米大陸はようやく安住の地を得た。 しかし、それも長くはない。

ペンサコーラ山脈を初めて見て、北米の旅の様子を垣間見てから6年後の1993194年の南半球の夏、私は再び南極大陸にやってきました。 今回は、同僚のマーク・A・ヘルパー、2人の大学院生、2人の登山家と一緒に、ウェッデル海近くのシャックルトン山脈とコーツランドを探検した。 私のコンピュータ・シミュレーションによると、ここは7億5000万年前に北アメリカのグレンビル岩が投影された場所である。

Coats Landへの訪問が終わると、私たちはロープを結び、ピッケルを手にして別の小型飛行機に戻ってきた。 この日採取した岩石のサンプルは、私たちの荷物と機体の重しになっていた。

説得力のある証拠
1995年に本誌に掲載された「パンゲア以前の地球の姿」に関する私たちの考えは、地質学界に大きな刺激を与えました。

この10年間で、パンゲアに先立つロディニア超大陸への関心が高まり、この超大陸の組み立て、地理、断片化を研究する研究所や国際プログラムが生まれました。

「スノーボール・アース」仮説は、ロディニア超大陸が分裂し、太平洋盆地が形成された6億年前から7億年前に、地球は赤道付近まで氷に覆われていたとするものですが、これに関連した科学的な成果の1つです。

雪だるま式地球仮説は、過去・現在・未来の気候に対する理解を揺さぶる極端な地球環境を想定しています。

パンゲア以前の海底が存在しないことや、大陸からの証拠が断片的であることから、この時期の地球の歴史については意見が分かれるところです。

他の研究者は、私たちが利用したのと同じデータを利用して、パンゲア以前の超大陸の姿について全く異なる考えを持っています。 例えば、アメリカ南西部と東南極大陸のつながりではなく、アメリカ南西部とメキシコがオーストラリア南東部につながっていたと提案する専門家もいます。 また、シベリアが北米大陸の原始太平洋縁から隆起したという古い考えも復活しています。

まず、1999年から1994年にかけて南極に行った際に、Coats Landで採取した岩石の標本があります。 これらの岩石から得られた古地磁気データは、約11億年前に岩石が火山性堆積物として形成されたとき、南極大陸のこの部分が現在の北アメリカのコアに隣接していた可能性を示しています。 この時代の溶岩流は、スペリオル湖の近くに広く露出しており、地下ではカンザス州からテキサス州のペコス横断地帯、キーウィーナワン州まで広がっている。 アフリカ南部のウムコンドー州にも同じ堆積物がありますが、私の同僚であるオースティン大学のJim Connelly氏とノースカロライナ大学チャペルヒル校のStaci Loewy氏は、コーツランドの岩石に含まれる鉛の同位体比は、北米のキーウィーナワン州のものと一致しますが、アフリカのウムコンドー溶岩の同位体比組成とは全く異なることを実証しました。

第二に、アルゼンチン北西部のプレコルディエラの下部古生代の石灰岩が北米で生まれたことを示す証拠が増えています。

この古代の北米の石灰岩が、マダガスカルのような小大陸として南米に到達したのか、それとも大陸同士の衝突によって移動したのかはまだ不明です。

著者
IAN W. D. DALZIEL氏は、マダガスカルのような小大陸として南アメリカに移動したのか、あるいは大陸衝突によって移動したのか、いずれにしてもイタリアがアフリカからヨーロッパに移動したように、これらの石灰岩は古生代に北アメリカが南アメリカの太平洋縁を回っていたこと、そして北アメリカの祖先はおそらくパンゲア大陸以前の超大陸の現在の南極・オーストラリアと南アメリカ・アフリカの間のどこかに存在していたことを示す有力な証拠となります。 1963年にエジンバラ大学で博士号を取得して以来、南極大陸、アンデス山脈、カレドニア山脈、カナダ楯状地の地質を研究している。 現在は、テキサス大学オースティン校ジャクソン地球科学部地球物理学研究所の研究教授兼副所長を務めている。 1992年にはロンドン地質学会のマーチソン・メダルを受賞。 地質学上の広範な旅に加えて、彼は野生の場所を訪れるのが好きで、できれば家族と一緒に行きたいと思っている。 オースティンでは、タウン・レイクでスカルを漕いでいます

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