高温になると人はエモくなるだけでしょうか？地質学的な観点から見ると、その貢献は小さくありません。

最近、国内のほとんどの地域で気温が急上昇しており、多くの地域で高温警報が発令されています。高温は本当に役に立たないのでしょうか？実際、地質学的な観点から見ると、高温の寄与は非常に大きいのです。多くの地質鉱物や特殊な地質現象が形成されます。今回は、地質史時代の高温気象と、高温によって形成された地質鉱物や特殊な地質現象について見てみましょう。

01 高温により大量の蒸発岩が「生成」される

地質史時代の高温によって形成された最も典型的な鉱物は蒸発岩です。蒸発岩は、高塩分溶液または塩水が高温で蒸発することで生じる化学沈殿によって形成される岩石です。蒸発岩は主に塩化物（岩塩、カリウム塩など）、硫酸塩（ポリハライト、石膏など）、硝酸塩（カリウム、ナトリウム、硝石など）、ホウ酸塩（ホウ砂など）で構成されています。岩石の成分によって、石膏岩、無水石膏岩、塩岩、カリウムマグネシウム岩に分けられます。

図 1: カリ鉱物 (著作権画像は図書館から提供されており、転載すると著作権紛争が発生する可能性があります)

地質学の歴史において、カンブリア紀、シルル紀、デボン紀、ペルム紀は蒸発岩の形成にとって重要な時代です。私の国における蒸発岩の形成の地質学的時代は、主に三畳紀、白亜紀、古第三紀、新第三紀です。

蒸発岩は農業や産業で広く使用されており、重要な種類の鉱物です。一般的な蒸発岩鉱物には、天然アルカリ、ソーダ、テナルダイト、無水テナルダイト、カルシウムテナルダイトなどがあり、その中で最も一般的なのは食卓塩です。 「南風の香りは民の怒りを和らげる。南風の季節は民の富を豊かにする。」早くも堯・舜の時代、わが国の山西省南部の運城塩湖地域では、先祖が南風が中条山脈を越えて山の下の塩湖にもたらす強力な蒸発と結晶化の影響をまとめていました。

図2：運城塩湖の一角（出典：新華社通信）

具体的なプロセスは、夏に海から吹く南東モンスーンが中条山の南麓をゆっくりと越えていき、すべての水蒸気を失うというものです。空気が山脈を越えて風下斜面に沿って下降すると、断熱圧縮により温度が上昇し、湿度は下がり続け、乾燥した熱風となります。それによってもたらされる大量の熱風は、足元の塩湖の水分の蒸発を加速させ、湖水の塩分濃度の上昇と溶解度の低下を引き起こします。最終的に塩の結晶の形で沈殿し、「私たちの人々」は販売するための塩を安定的に供給できるようになります。

塩岩に加えて、蒸発岩も天然のカリ肥料の供給源となります。形成された石膏岩は、地層内の石油や天然ガスの優れた蓋岩であり、石油やガスの移動、貯留層の隔離および閉鎖に重要な役割を果たします。探査の観点から見ると、蒸発岩を見つけることは「宝物」を掘り出すことに近づいていると言えます。

02 高温は赤色岩盤地形の形成の前提条件である

私の国には北西から南東にかけて赤色地層が多数分布しています。地質学では、このタイプの地形を総称して赤色層地形と呼びます。これらの赤色床地形を構成する地層は、主に中生代から新生代初期にかけての熱帯または亜熱帯の高温乾燥環境で形成された陸生赤色砂岩、礫岩、頁岩です。

世界的に有名な丹霞地形は、本質的には中生代の砂岩と礫岩で構成された赤色層の地形です。赤色は、熱帯または亜熱帯の高温で乾燥した環境でFe2O3の形の鉄の色です[1]。

赤色岩盤地形は中国全土、特に南東部に分布しており、最大の面積は四川盆地で26万平方キロメートルに及んでいます[2]。統計によると、わが国で知られている赤色のベッド地形の総面積は916,000平方キロメートルで、国土面積の9.5％を占めています。これらは、北西部、中央部、東部、青海チベット高原の4つの地域に分布しています[2]。

図3：甘粛省張掖市贛州区平山湖大峡谷風景区の赤色岩盤地形（出典：新華網）

赤色層の地形は不均一な硬さのため、奇岩や険しい崖が形成されやすく、人間の遊びや採掘、彫刻などに利用され、多くの文化遺産や自然遺産を残しています。

赤色のベッド地形は数多くの地形景観を形成し、我が国の地質観光の美しい名刺となっています。これらの中で最も有名なのは丹霞地形であり、その独特の自然景観と文化的意味合いにより重要な地質観光資源となっている[3]。しかし、その形成原因から見ると、赤色層の形成は適切な古地形条件によるだけでなく、乾燥した高温の環境で他の鉱物が大規模に浸出され、大量の鉄元素が蓄積されたことも原因です。 （注：浸出とは土壌や岩石の風化の過程であり、風化と水による浸出によって元素が失われることを指します）

03 高温によりユニークな装飾石が生まれる

泥割れは乾き割れやクラックとも呼ばれ、堆積物が固まる前に水面に露出し、高温の日光や水分の蒸発、体積収縮などにさらされることで生じる、上部が広く下部が狭い表面の亀裂です。現代の泥のひび割れは、乾燥した雨の降らない気候の象徴です。

地質学の歴史における泥亀裂構造は、古代の地層ではより明白で一般的な層構造です。乾燥した環境と湿った環境が交互に繰り返される結果生じるものです。気候条件が湿潤から継続的な干ばつに変化すると、地表で大規模に発生します。地層の泥割れ構造は気候を示すだけでなく、古代の海岸線の位置、地域の地層の隆起、気温、乾燥と湿潤、浅瀬の露出などの気候変化も示し、古代の気候と環境の変化を研究する上で重要な役割を果たします。

図4: 割れた岩の波紋（出典：Xiaohongshuのスクリーンショット）

私の国では、中原生代、白亜紀、三畳紀の赤色地層に多数の泥の割れ目が生じました。地層の泥の割れ目は通常、セメントで埋められ、泥割れ石または亀甲石を形成します。一部の泥岩は母岩の風化力が弱いために侵食され、堆積層の亀裂を埋めるセメント質は粘性が強く、質感が硬いために残留し、網目状の窓格子構造を形成します。わが国の太行山脈の中原生代地層の泥割れ石は、波紋や雨痕などの模様や形が付いていることが多いため、衝立壁、門柱、壁、室内展示物などの装飾に広く使用されています。実用的価値、装飾的価値、コレクション価値が非常に高いです。

【知識の拡大】地質学に加えて、高温は森林の「自己再生」を促進することもできる

前述の泥割れに加え、長期にわたる高温は大量の森林火災を引き起こす可能性があり、客観的には森林の自己再生を促進します。

森林火災は生物学的、地質学的進化の重要な部分です。これらは、森林の更新と置き換えを促進し、樹種の劣化の排除を加速し、新しい樹種の成長と発達のための余地を作り、森林の植生構造を改善します。

さらに、森林火災は森林内の寄生虫を殺し、病気や害虫の発生を抑制することもできます。つまり、森林火災は森林システムのバランスを作り、維持し、森林の安定した発展を促進する上で重要な役割を果たしているのです。

森林火災が頻繁に発生するということは、通常、その地質時代の気温が高かったことを示し、森林火災の頻度が低いということは、その地質時代の気温が低かったことを示します。私の国や世界の他の地域の科学者は、森林火災によって地層に生成された黒色炭素と木炭の記録を、過去の地質学的歴史における気候変動を研究するための指標として使用しています。

もちろん、森林火災はマクロな視点から見れば独自の地質学的影響も持っていますが、当面は森林火災の頻度と発生を減らし、貴重な森林資源を可能な限り保護するよう努めるべきです。このため、我が国は「空・地・地」の森林火災予防ネットワークを構築し、上空の衛星監視、空中の航空機パトロール、地上のビデオ監視など、総合的な科学技術知能化火災予防システムを形成し、各種のデジタルハイテク手段を総合的に活用して、完全かつ立体的な森林火災予防ネットワークを構築した。

結論

私たち人類にとって、現在の高温は私たちの現在の生産と生活に一定の困難と不便をもたらしていますが、地質史時代の高温は人類に多くの豊かで多彩な地質鉱物資源と観光資源をもたらし、陸上生態系の最適化と調整を促進してきました。それは地球の生態学的進化にとって欠かせない気候タイプであり、原動力です。正しく見なければなりません！

参考文献:

[1] 周翠英、廖金、劉振。赤色層の識別とその科学的研究上の意義：岩石表面特性のあいまいな区別から地質学的遺伝子の定量的決定まで [J/OL]。地球科学、1-22[2024-07-08]。

[2Ding Hua、Zhao Ruixue、Shen Yi、他。中国北西部の丹霞地形の景観特性、空間分布、保護と利用に関する予備的研究[J]。地質学評論、2023年、69(06):2274-2284。

[3] Guo Fusheng、Ling Yuanyuan、Chen Liuqin、他。丹霞山世界地質公園の支配要因と景観タイプに関する研究。現代地質学、2023、37（06）：1665-1679。

著者: 劉 漢斌、山西省石炭地質局上級エンジニア

査読者：李中東、四川省地質調査所副所長、天然資源部科学コミュニケーション主任専門家、中国科学記者協会理事、四川省地質調査所地球科学人材育成プログラム主任専門家

制作：中国科学普及協会