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地球:期間の短い造山運動サイクルと間欠的な高温流体による温度の低い地殻のエクロジャイト化

Nature 435, 7046 doi: 10.1038/nature03643

衝突テクトニクスとそれに伴う大陸地殻の高圧変成岩(エクロジャイト)への変換は、概してよく分かっている過程であるが、テクトニクスの熱的モデルとそのような岩石の同位体データの間には重要な矛盾が残ったままである。本論文では、40Ar−39Arデータと熱的モデルとを組み合わせることで、造山運動サイクルの継続時間の総和(地殻の特定の部分が埋もれてから露出するまでの時間)を1,300万年以下に絞り込んだ。また、それに付随する変成過程の総継続時間は約2万年であり、岩石に加わった個々の熱パルスの長さは10年程度の短いものであることがわかった。このような短い時間スケールは、破壊的な変形現象(地震)に付随する急激なテクトニクス過程があったことを示している。そのような現象が、比較的低温で乾燥した沈み込んだ地殻を横切る変形(剪断)帯に沿って高温流体が流れることによって一時的な熱の移流を引き起こした。厚くなった地殻内が熱的平衡状態にあり全体の温度が高いとする現在の熱的モデルとは対照的に、非定常状態にある低温の地殻を考える我々のモデルは、他のモデルでは矛盾していた地質学的観測のいくつかをうまく説明できる。

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