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地球:マントルプリュームには地球の核からの寄与はないことを示すタングステン同位体の証拠

Nature 427, 6971 doi: 10.1038/nature02221

オスミウム同位対比は海洋島玄武岩の供給源について重要な制約条件を与えているが、そのようなデータを説明するために二つの全く異なったモデルが提出されている。1つのモデルでは、187Osが豊富であることを、供給源の物質に含まれる再循環した海洋地殻の成分であるとの観点から説明している。もう一つのモデルでは、地球の外核とマントルとの相互作用によって同位体異常がもたらされると推測しており、186Osと187Osが組になった異常の結果として内核の形成時期について制約条件を与えられるとしている。オスミウムと同様に、タングステンは親鉄性(鉄に集まりやすい)元素であり、核が形成されたときに選択的に地球の核に分配されるが、マントルが融解したときには「不適合」的(選択的に液相に取り込まれる)となるので、マントル内ではさらに枯渇することになる。従って、タングステンはマントル液相の供給源に対する核からの寄与について敏感なトレーサーとなるのである。本論文では、186Os-187Os異常が核からの寄与であるという説明を立証するために以前に用いられたハワイの岩石と同じ試料と、やはり核からの寄与を含むと提案されている南アフリカの岩石から得られた、高精度のタングステン同位体データを提示する。我々が解析した試料のどれからも、核からの寄与を主張するモデルで予測される、負のタングステン同位体異常は得られなかった。このことから、核とマントルの間で混合が起きるという単純な筋書は認められず、海洋島玄武岩の放射性オスミウムは再循環した地殻成分を含む玄武岩を供給源とする説明の方が好ましいと考えられる。

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