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地球:ポスト・ペロブスカイト相境界の重複と地球最下部マントルの構造

Nature 434, 7035 doi: 10.1038/nature03472

地球最下部マントル(深さ約2,600から2,900キロメートルにわたるD"層)の熱的構造は、この惑星の力学的状態や歴史を解明する上で重要である。地球の温度プロファイル(geotherm)は主として内核境界での固化や固体マントル中の結晶構造変化などの相転移により制約を受ける。これらの相転移は地震波速度の不連続として検出され、相転移に対する圧力・温度条件は実験と理論により絞り込むことができる。D"層に相当する圧力条件下で起こる相転移が最近発見されたが、これはこれまで相転移の存在が知られていなかったマントル最下部の温度構造を明らかにするために理想的といえる。本論文では、いくつかのD"領域で観測された一対の地震学的不連続面を、同一の相転移によって説明できることを示す。2つの不連続面は、地熱の変化曲線が、相境界と深さの異なる2箇所で交わった結果と解釈できよう。この単純なモデルは、地震学的不連続面が観測されない領域があることも説明でき、D"層内の温度変化の大きさについて新しい制約条件をあたえるものである。

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