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地球:ネオン同位体が制約する地球マントルの対流と揮発性物質の起源

Nature 433, 7021 doi: 10.1038/nature03182

地球マントル中の始源的な揮発性物質の起源を明らかにすることは、マグマオーシャンと地球形成初期に大量に存在した太陽系星雲の大気との平衡を主張するモデル、また、地球形成後期に集積した物質に埋め込まれた揮発性物質の沈み込みを必要とするモデルを検証するために極めて重要である。本論文では、マグマ性のCO2坑井ガス中に溶解した対流するマントル内のネオン同位体が、集積した物質が太陽からの粒子に照射されてできた揮発性物質源と矛盾しないことを示す。このことは、マントル深部の試料と考えられているマントルプリューム物質中のネオンが太陽系星雲起源であることを示している、最近得られた結果とは対照的である。異なったマントル中の生成源に見られるネオン同位体の不均質性は、対流するマントル中に含まれる揮発性物質のすべてをプリューム源が供給しているというモデルに修正の必要があることを示唆している。対流するマントル中の希ガス濃度が是認されてきた値よりも高いことは、マントル深部での揮発性物質の流束の必要性を小さくするかもしれないとはいえ、このような揮発性物質の流束では地球形成後期に集積した物質のもつネオン(およびヘリウム)同位体の特徴が支配的でなければならない。

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