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地球:熱化学的なマントルプリュームにより生じた洪水玄武岩の複数回の火山噴火

Nature 436, 7048 doi: 10.1038/nature03697

キノコのような1個のマントルプリューム頭部が数百万年以内で大規模火成区を生成できるという仮説は広く受け入れられてきた。ペルム紀と三畳紀の境界で生じたシベリア・トラップおよび白亜紀と第三紀の境界できたデカン・トラップはおそらく百万年以内の期間の噴出によると考えられている。このような大規模な噴火は大量絶滅と関連づけられてきた。しかし、最近の地球年代学的データで、いくつかの洪水玄武岩では数千万年にわたって広範な溶岩流を伴う大きな噴火が複数回起きていたことが明らかになっている。この観測結果から、大規模火成区をもたらす過程は、純粋に熱的なプリュームが1回だけ発生するモデルよりも複雑であることが示唆される。本論文では、マントル底部でエクロジャイトから派生した密度の高い物質が熱プリュームに引っ張られ、熱的浮力と組成的浮力との相互作用によって二次的な不安定性が発達することを実証する数値実験について報告する。二次的な不安定性の発達とプリューム強度の変動の特徴的な時間スケールは、観測結果と矛盾しない。このような過程は、大規模火成区で起こる複数回の噴火に寄与している可能性がある。

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