考察
我々の年代モデルは、CRBG火山に関するいかなる地質学または地動力学モデルによって満たされなければならない定量的制約を提供している． 特に、(i)16.65から15.90Maまでの750 kaの噴火期間、(ii)平均噴出量0.334 ± 0.0Maと矛盾しないメカニズムが必要である。042 km3/年、>>1 km3/年のパルス噴出、(iii) Steens Mountainと300 km離れたImnaha Basalt ventsでの同時噴火、(iv) Imnaha噴出物とWanapum噴出物の間の距離から、北への噴出の平均線形地理伝播速度が 0.37 ± 0.08 m/ 年であることと、そのメカニズムが一致しなければならない。 これらの基準だけでは，CRBGのマントルプルーム起源あるいは沈み込みに関連した起源を示すには現在のところ不十分であろう（いずれもこの時間枠で噴火を起こすことができる）（13, 34）． CRB火山活動の地理的伝播速度0.37±0.08m/yearもまた，いずれのモデルにも適合するものである． 小さなプルームヘッドは0.2〜0.3m/年で伝播するとモデル化されている(35)が，提案されているスラブ断裂は0.45m/年で伝播するモデルである(13)． この北方への伝播速度は、Steens Mountainの南側に伝播するMcDermittやHigh Rockの堤体群について計算したもの（それぞれ0.12 m/年、0.14 m/年）(36)より約3倍速く、Steens Mountainから半径方向に同じ速度で伝播する可能性はなかったことが分かる。 CRBG噴火を可能にしたプロセスをよりよく理解するためには，今回の新しい定量的制約を用いたさらなるモデル化が必要である．
CRBG噴火とMMCOの相対的時期を決定するためには，同等の精度を持つ独立した年代が必要である． しかし、中新世前期は、磁気層序学、生層序学、天文同位体、放射年代が得られる乱れのない層序セクションを得ることが困難なため、海洋堆積物の独立年代を正確に確立する上で最も困難な時代の一つである(20)。 中新世について提案されているすべての時間スケールは、直接または間接的に GPTS との相関に依存しており、現在いくつかの提案がなされているが、最も新しいのは地質時間スケール (GTS) 2012 である (20)。 GTS 2012 は、南極プレートとオーストラリアプレートの海底地殻変動プロファイルから、比較的一定の拡散速度を仮定して、漸新世-中新世境界の 23.03Ma の年代を与えるように調整された (20)。 GTS 2012 は、南大西洋南極の ODP サイト 1090 の中新世δ18O と磁気層序の記録を天文学的に調整し、漸新統-中新統の境界から約 15.9 Ma までを記録したが、太平洋の海底の拡散速度が一定という仮定に合わない年代を得たので却下した (20)． CRBG の最新の年代モデル (4) は，40Ar/39Ar 地質年代学と GTS 2012 を調和させることを試みている． しかし，得られた年代モデルは既存のGPTSと矛盾しており，改良が必要である（図4）．
U-Pb年代は，各層の噴火年表（図3より）とCRBG磁気層序と整合する改訂版GPTSを示唆している． これらは 40Ar/39Ar 地質年代学 (4) や異なる GPTS キャリブレーション (20, 37, 46) から得られた噴火年代と比較される． 異なる層序メンバーの磁極を考慮すると、U-Pb 地質年代学は 4 つの異なる年代境界（直線）の年代を拘束し、矢印と内部および崩壊定数の不確かさで年代を特定する。 推定される年代境界はジグザグ線で示され、年代学的な制約を受けていない。 層序コラムの色の薄い部分は CRBG 磁気層序の極性反転区間を表し、各 CRBG 年代モデルの右側に隣接する反転層序でも示している。 星印は本研究で得られた各試料の最も若いジルコン年代を示し、文字は各層を示す（S, Steens Basalt; I, Imnaha Basalt; GR, Grande Ronde Basalt; W, Wanapum Basalt）。 青い菱形はMahood and Benson (21) から得たSteens逆転の年代をKuiperら (22) のFish Canyon Sanidine年代と再計算して16.603 ± 0.028/0.36 Maとなり，我々の結果と一致した． しかし、GTS 2012を含むGPTSのいくつかの提案に誤りがあることも分かりました。 例えば，CRBG の最新の年代モデルでは，全体が正偏差である Imnaha Basalt が数回の磁気反転を経て噴出するため，許容できないことになっている． 同様に、既存の年代モデルでは、2回の反転と2回の正常な区間を記録するGrande Ronde玄武岩を1回の正常年代内に置いている。 これに対し，図4に示した我々の提案する相関関係では，Imnaha玄武岩はC5Cn.3n年代に完全に噴出し，Grande Ronde玄武岩はC5Cn.2r-C5Cn.1n年代に噴出しており，玄武岩の磁気層序の観測値と整合的である
GPTSとの基本相関を用いて，提案する4つの反転年齢（図4）を洗練することができた． 上・下Steensの年代は “Steens Reversal”（磁気帯R0とN0、C5CrとC5Cn.3nの間）に相当し、16.637 ± 0.079/0.089 Ma（内部不確かさと崩壊定数の不確かさによる95%信頼区間）と保守的に拘束することが可能であった。 この推定値は、最近の 40Ar/39Ar サニディン年代学で得られた 16.603 ± 0.028/0.36 Ma の推定値とよく一致する (21)。 Wapshilla Ridge Member は Grande Ronde Basalt (R2) の第2逆磁制層序ユニットの大部分を占めるため、Wapshilla Ridge Member の底部と上部からの試料は C5Cn.1r の時期を拘束し、16.288 ± 0.039/0.046 Ma より遅く始まることなく、また 16.210 ± 0.043/0.047 Ma より早く終了しないという最小期間を与える (31) 程度であろう。 C5Cn.1n (N2) の終了時期は，Roza 部分の 15.895 ± 0.019/0.026 Ma という我々の年代によって十分に制約されており，これは通常磁化した Frenchman Springs 部分のすぐ上に位置していることから，特に Roza 部分がわずか 14 年で噴出したという以前の推定を考えると，そのことがわかる． 我々の最初のデータでは、噴火の大きな中断は確認されなかった。つまり、我々のどの2つのサンプル間でも約200 ka以上経過しておらず、その間、火山活動が継続していることが知られているが、これらの間隔のジルコンデータは示されていない（図S3）。 したがって、高精度な年代測定は、磁気的に特徴づけられる CRB フローの年代を決定し、中新世の磁場反転の記録をさらに精密化するために用いることが可能である。 我々の提案する GPTS は，太平洋赤道域の IODP (Integrated Ocean Drilling Program) サイト U1335 における磁気反転層序の天文学的年代モデル (図 4) とも整合的であり，我々の GPTS の年代モデル提案に対する独立した検証を示す。
GPTS について述べた矛盾を考えると，CRBG 噴出と MMCO との関連を示すためには MMCO 全体の代理記録構築に使用した年代モデルについて慎重に査定することが必要となる． 例えば，ODP サイト761 の pco2 のδ11B プロキシレコードは 16.5 Ma に大気中 CO2 が増加することを示している (8) が，これは我々が提案する Grande Ronde Basalt の大規模な火山活動の開始時期とよく一致するものである． しかし，サイト761の年代モデル (38) は，GPTS (41) の較正に関連した生層序 (39) や同位体イベント (40) に依存しており，その不正確さが指摘されている． IODP サイト U1337 の δ13C と δ18O 記録を記述した最近の研究では，MMCO の開始は 16.9 Ma であり (42)，これは CRBG 噴火のすべてのタイミングに先行するものである． このサイトは，放射年代制御や磁気層序を持たない天文解(43)から得られた年代モデルであるため，チューニングの較正に使われた同位体タイポイントに主観性が加わり(44)，我々の噴火記録との相関が難しくなっている． 深海温度の代理指標である底生生物δ18O値は、1090地点（46）とU1335地点（37）の記録（図5）から、δ18O値の減少はC5Crと解釈される時期に始まり、C5Cn.3n-C5Cn.1rに直下（MMCO）に達することが示された。 サイト1090のC5Crは，記録上の休止の可能性を考慮すると現在のところ検証は困難であるが，U1335の天文モデルによって裏付けられ，Lower Steens BasaltでCRB噴出が始まった年代と同じであると解釈される． MMCOの絶対的な発生時期は我々のデータでは確認できないが、U1335の天文学的な記録と我々の年代学とを比較すると、δ18Oの減少はSteens Basalt溶岩流の噴出より100〜200ka先行することがわかる。 CRBG火山は、地表噴火の前にマグマがダイク群を通って移動し、CO2を隠蔽的に脱ガスすることによって、地球温暖化を誘発する役割を果たした可能性がある(7)。 あるいは、CRBGとMMCOの発生時期が明らかにずれていることから、この2つのイベントは無関係である可能性があります。 いずれにせよ，δ18O極小値はGrande Ronde玄武岩の噴出と同時期と思われ，その関連性が示唆される． CRBGがMMCOを引き起こしたかどうかを判断するためには，MMCOにまたがる気候代理記録の年代モデルを改良し，CRBGの噴出率を調査するさらなる研究が必要である． 私たちの研究によって、年代C5Crの上部の年代は制約されましたが、C5Crの下部やMMCOの発生については、まだ絶対的な年代制約がありません。 U1335 の記録は、サイト U1337 (37, 42) との同位体相関によって制約された天文年齢モデルを持ち、年代 C5Cr の底面を定義する絶対的な年齢を持たないため、特に年代が現在提案されているよりも遅い時期に始まった場合、CRBG と MMCO のより緊密な相関が観察される可能性がある。
（A）MMCOを示す代理記録（47）をまとめたもので、各研究で報告された年齢制約を加えたものである。 年代は中新世の時間スケールの不確かさの影響を受けるが、同位体シグナルの大きさはそうではない。 (B) CRBG 噴火のジルコン年代学結果と MMCO の古気候代理記録を比較するためには、GPTS の古い較正に縛られた年代モデルを回避する必要がある。 1090 地点 (45, 46) と U1335 地点 (37) の強固な磁気層序は，これらの同位体比記録を CRBG 噴火の年代と GPTS の精緻化に相関させることが可能である． 各色の矩形の面積は各層の体積に対応し(1) (S, Steens Basalt; I, Imnaha Basalt; GR, Grande Ronde Basalt; W, Wanapum Basalt), 幅はジルコン年代によって拘束される（斜めの境界は Steens Basalt 火山活動の開始がまだ拘束されていないことを示している）, 玄武岩流の極性は Reidel (1) とその文献から得られたものである。 黄色い網掛けは17〜16Maのグローバルプロキシデータ（絶対年代学に基づく年代モデルを欠く）と17〜16Maに起こった火山イベントを比較し、水色の網掛けは両方の記録におけるMMCOの開始をδ18Oの低下とともに強調したものである。
中新世年代モデルの不確実性にもかかわらず、グローバルプロキシデータ(47)はCRBG火山活動の大部分が停止した後>1 Maの間MMCOが継続したことを示している(図5)。 火山活動の停止と冷涼な気候条件への復帰の間のタイムラグは、地質学的時間スケールで大気中の二酸化炭素と地球の温度を制御する地球規模の炭素循環の負のフィードバックの長い反応時間の結果として理解されるかもしれない。 これらのフィードバックには、温度、大陸のケイ酸塩鉱物の化学風化、および海洋炭酸塩堆積物へのCO2の埋没の間の相互作用が含まれる(48)。 ケイ酸塩風化フィードバックの感度はまだ十分に理解されていないが、反応時間に関する最近の推定値は約200〜500Kaであり（49）、〜100万年の時間スケールで大気中のCO2が安定化する（つまりベースライン条件に戻る）ことと矛盾しない。
我々のCRBG定置の年代モデルは火山の期間を1.9 Ma (4) から750 Kaに短縮し、CRBG火山の発症とMMCO発症は〜100 Ka以内で関連した。 CRBG火山活動の期間が短いということは，火山活動中の平均CO2排出量やピークCO2濃度が高いことを意味し，海洋プロキシ記録と比較することができる． しかし，現在のMMCO時の大気中CO2の代理記録は，CRBGの噴火史と比較するには粗すぎるため，CRBGがMMCOを引き起こしたか否かを評価することはできない． さらに，CRBG火山活動と地球規模の炭素循環や大気中CO2の変化との定量的な関連付けは，玄武岩流やシルと接触して揮発した有機・無機堆積物などの「暗号」源に加えて，溶存マントル炭素から氾濫したCO2の量に不確実性があるために妨げられている(7)． Armstrong McKayら(7)は，CRBGの主要噴火期間を900Kaとし，4090〜5670Pgの放出炭素が底生生物δ13Cと大気中CO2の観測変化をもたらすとモデル化したが，この量には底質玄武岩流の揮発放出として期待される以上の隠微脱ガスのかなりの部分が含まれている． 今後，CRBG 火山噴出時期が大気中 CO2 の変化とどの程度一致するかを調べるために，中新世中期時間スケールの更なる修正と 700 年代に渡る高解像度気候代理記録を作成する必要がある． このような研究は、MMCOや火山活動と気候変動を結びつけるより一般的なモデルの理解を深めることにつながる。また、ある洪水玄武岩が大量絶滅を引き起こし、他のものは引き起こさない理由を理解する上で極めて重要であると考えられる
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