パッセージ
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The Hotspot That May Not Have Stayed Put
¶1 A sharp bend in a chain of underwater volcanoes running across the Pacific floor has long been read as a kind of frozen compass reading. It is said to record the moment a tectonic plate changed the direction it was sliding. That reading rests on one hidden assumption: that the volcanic source feeding the chain never moves itself. Testing the assumption directly took decades, since the source lies far too deep to observe. When geologists finally found an indirect way to check it, the bend turned out to preserve a more complicated story than a single, sudden turn.
¶2 The chain in question is the Hawaiian-Emperor seamount trail, stretching more than five thousand kilometers across the Pacific floor. The islands nearest Hawaii are youngest; age increases toward the older, more eroded Emperor Seamounts to the northwest. Geologists explain the pattern with the hotspot model, first outlined by Tuzo Wilson in 1963 and developed further by Jason Morgan in 1971. A plume of unusually hot rock stays fixed deep in the mantle while the plate slides past above it, marking the seafloor with volcanoes the way a stationary blowtorch would mark a moving sheet of metal. Under this model, the sharp bend where the younger Hawaiian chain meets the older Emperor chain, dated to around forty-seven million years ago, records nothing about the plume itself; it records only the moment the plate changed course. No one can watch a plume rise through thousands of kilometers of solid rock over tens of millions of years. So in 2001, a research team drilled into two of the oldest seamounts, Detroit and Suiko, to recover cylinders of solidified lava. They wanted to know whether the rock's own magnetism could reveal where the plume had stood when it erupted. Cooling lava locks tiny magnetic minerals into place at the angle of the planet's magnetic field at that instant, called inclination, which converts directly into paleolatitude: the latitude at which the rock formed.
¶3 Two outcomes were possible once the cores came up. If the plume had stayed exactly where it was while only the plate turned, every seamount along the chain, regardless of age, should show close to the same paleolatitude as Hawaii's present location, near nineteen degrees north. If instead the plume itself had drifted, paleolatitude should shift steadily with age, oldest to youngest. The results favored drift. Basalt from Detroit Seamount, eighty-one million years old, had formed at roughly thirty-six degrees north; basalt from Suiko Seamount, twenty million years younger, had formed at roughly twenty-seven degrees north. Rather than holding steady near nineteen degrees, the source had moved south by close to nine degrees of latitude over that span. John Tarduno, the geophysicist who led the analysis, calculated a drift rate of more than forty millimeters a year. A plume moving that fast could no longer be treated as a fixed anchor for reconstructing anything.
¶4 The drift data did not settle the question of what produced the bend. A southward shift of nine degrees of latitude is real, but it unfolds gradually over twenty million years, while the seamount chain itself bends by roughly sixty degrees in compass direction, concentrated in a much shorter stretch. [A] Later studies using computer models of deep mantle flow estimated that the plume drifted no more than about four to nine degrees of latitude over that same span. [B] That gap left room for the older explanation to survive alongside the newer one. [C] A change in the direction the Pacific Plate itself was moving, close to the same forty-seven-million-year mark, still appears necessary to account for the sharpness of the bend. [D] The two processes, a drifting plume and a turning plate, are not mutually exclusive, and most geologists now suspect the bend records some combination of both.
¶5 The stakes reach well beyond one bend in one chain. Geologists have long used hotspots as a fixed grid for reconstructing how the planet's plates have moved relative to one another. If a hotspot can drift, part of that grid has to be redrawn, and no one yet agrees by how much. Comparisons with other hotspot chains crossing the Pacific Plate, which should show a matching bend if a plate-direction change alone explained the pattern, have so far produced only partly consistent results. More than two decades after the first cores came up from Detroit Seamount, geologists still cannot say how much of the Hawaiian-Emperor bend belongs to a plume that wandered and how much belongs to a plate that turned, or why the deep mantle beneath the Pacific pushed the plume south exactly when it did.
設問
11問 — TOEFL Readingの全問題タイプを、実際の試験順で収録。
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Highlighted: "More than two decades after the first cores came up from Detroit Seamount, geologists still cannot say how much of the Hawaiian-Emperor bend belongs to a plume that wandered and how much belongs to a plate that turned, or why the deep mantle beneath the Pacific pushed the plume south exactly when it did."
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The gap between a few degrees of drift and a sixty-degree bend was too large to close with plume motion alone.
Where would the sentence best fit?
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A sharp bend in the Hawaiian-Emperor seamount chain, once read as a simple record of a change in plate motion, has turned out to be harder to explain than that reading assumed.
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日本語訳 & 解答
パッセージの日本語訳と、設問ごとの正解・解説です。自分で解いた後の復習用に使ってください。
同じ場所にとどまっていなかったかもしれないホットスポット
太平洋の海底を横切る海底火山の列に見られる鋭い曲がり角は、長い間、一種の凍結したコンパスの記録として読み取られてきた。それは、プレートが滑る方向を変えた瞬間を記録していると言われている。この読み取りは、1つの隠れた前提の上に成り立っている。すなわち、この火山列に供給するマグマの源自体は決して動かないという前提である。この前提を直接検証するには数十年かかった。その源はあまりに深いところにあり、観測することができないからである。地質学者たちがついにそれを間接的に検証する方法を見つけたとき、この曲がり角は、単純で突然の1回の転回よりも複雑な物語を保存していることが判明した。
問題の火山列は、太平洋の海底を5000キロメートル以上にわたって伸びるハワイ-エンペラー海山列である。ハワイに最も近い島々が最も若く、北西にある、より古く侵食が進んだエンペラー海山群に向かうにつれて年代は古くなっていく。地質学者たちは、1963年にツゾー・ウィルソンが最初に概説し、1971年にジェイソン・モーガンがさらに発展させたホットスポットモデルでこのパターンを説明する。異常に高温の岩石のプルームがマントルの深いところに固定されたままとどまり、その上をプレートが滑っていく。それはちょうど、動かないブロートーチが動いている金属板に跡をつけるように、海底に火山を刻んでいく。このモデルでは、若いハワイの火山列がより古いエンペラーの火山列と出会う、約4700万年前とされる鋭い曲がり角は、プルーム自体については何も記録していない。それが記録しているのは、プレートが進路を変えた瞬間だけである。誰も、何千万年もかけてプルームが何千キロメートルもの固い岩石を貫いて上昇する様子を見ることはできない。そこで2001年、ある研究チームは、最も古い海山のうち2つ、デトロイトとスイコに掘削を行い、固まった溶岩の円柱を回収した。彼らは、その岩石自体の磁性が、噴出した当時プルームがどこに位置していたかを明らかにできるかどうかを知りたかった。冷える溶岩は、その瞬間の地球磁場の角度、すなわち伏角と呼ばれるものに、微小な磁性鉱物を固定する。この伏角は、その岩石が形成された緯度である古緯度に直接変換できる。
コアが引き上げられれば、2つの結果がありえた。もしプルームがまったく同じ場所にとどまり、プレートだけが向きを変えたのであれば、火山列に沿ったすべての海山は、年代にかかわらず、ハワイの現在の位置に近い、北緯およそ19度に近い古緯度を示すはずだった。もしプルーム自体が漂ったのであれば、古緯度は年代とともに、最も古いものから最も若いものへと着実に変化するはずだった。結果は漂流説を支持した。8100万年前のデトロイト海山の玄武岩は、およそ北緯36度で形成されていた。それより2000万年若いスイコ海山の玄武岩は、およそ北緯27度で形成されていた。北緯19度付近で安定するのではなく、この源はその期間に緯度にしておよそ9度南へ移動していたのである。この分析を率いた地球物理学者ジョン・タルドゥーノは、年に40ミリメートルを超える漂流速度を計算した。それほど速く動くプルームは、もはや何かを再構築するための固定された錨として扱うことはできない。
しかし、この漂流データは、何がこの曲がり角を生み出したのかという問いを決着させなかった。緯度にして9度の南への移動は現実のものだが、それは2000万年かけて緩やかに展開する一方、海山列自体はコンパス方向にしておよそ60度も曲がっており、それははるかに短い期間に集中している。[A] 深部マントルの流れのコンピューターモデルを使った後の研究は、その同じ期間にプルームが緯度にして約4度から9度しか漂流しなかったと推定した。[B] その差は、より古い説が新しい説と並んで生き残る余地を残した。[C] ほぼ同じ4700万年前という時期における、太平洋プレート自体の動く方向の変化が、この曲がり角の鋭さを説明するにはなお必要であるように見える。[D] 漂流するプルームと転回するプレートという2つの過程は、互いに排他的ではなく、ほとんどの地質学者は今、この曲がり角が両方の何らかの組み合わせを記録していると考えている。
この問題が持つ意味は、1つの火山列の1つの曲がり角をはるかに超えて広がる。地質学者たちは長い間、ホットスポットを、地球のプレートが互いに対してどう動いてきたかを再構築するための固定された格子として使ってきた。もしホットスポットが漂流しうるのなら、その格子の一部は描き直さなければならず、それがどれだけの規模になるかについては、まだ誰も一致していない。太平洋プレートを横切る他のホットスポット火山列との比較は、プレート方向の変化だけでこのパターンを説明できるなら一致する曲がり角を示すはずだが、これまでのところ部分的にしか一致しない結果しか生み出していない。デトロイト海山から最初のコアが引き上げられてから20年以上たった今も、地質学者たちは、ハワイ-エンペラーの曲がり角のうちどれだけが漂流したプルームによるもので、どれだけが転回したプレートによるものなのか、あるいは太平洋の下の深部マントルがなぜまさにその時期にプルームを南へ押しやったのかを、まだ言うことができないでいる。
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Vocabulary — 「複雑な物語を保存している」という文脈から、preserveは「本質的に変わらないまま保つ」という意味である。
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Reference — Theyは、直前で述べられた海山を掘削した「研究チーム」を指す。
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Essential Term — 2段落の「磁性鉱物が固定された角度から緯度に変換される」という説明がそのまま定義に当たる。
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Factual — 「プルームがまったく同じ場所にとどまっていれば、すべての海山はハワイの現在の位置に近い古緯度を示すはずだった」という文をそのまま反映している。
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Negative Fact — 本文は「誰もプルームが上昇する様子を直接見ることはできない」と述べており、Cとは正反対である。
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Sentence Simplification — 20年以上たっても原因の割合が不明であるという要点を正しく保っているのはAだけである。
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Inference — わずか数度の漂流と60度の曲がりとの差が大きすぎるため、プレート運動の変化も必要だったと推測できる。
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Rhetorical Purpose — 動かない熱源が動く物体に跡を残す身近な比喩で、ホットスポットモデルの仕組みをわかりやすく説明している。
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Paragraph Relation — 4段落は、3段落の漂流測定値だけでは曲がり角の鋭さを完全には説明できないという追加の証拠を示している。
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Insert Text — 「その差」を述べるこの文は、マントル流モデルによる漂流量の推定値を示した文の直後(B)に入るのが自然である。
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Prose Summary — (A)は3段落、(C)は4段落、(E)は5段落の要点である。