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地球:アフリカおよび太平洋の下の熱化学的構造

Nature 437, 7062 doi: 10.1038/nature04066

アフリカと太平洋の下にある地球の下部マントルでは大規模な地震波低速度異常が検出されているが、これは温度変化のみでは簡単に説明できない。アフリカの異常は、北西−南東方向に伸びた構造で、境界のはっきりとした海嶺に似た線状の形をしていると解釈されている。一方、太平洋の異常はもっと丸い形状をしている。不均質組成を持つマントルモデルでは、これらの構造は密度の大きい熱化学的な堆積物、すなわちスーパープリュームと関連づけられている。しかしながら、そのようなモデルが、地震学的観測から推測される地球化学的制約条件を満足できる熱化学的構造をもたらしうるかどうかはわかっていない。本論文では、過去1億1900万年間のプレート速度の推定値を用いた熱化学的対流に対する3次元球構造の数値モデルを提示する。地球の沈み込み史は、観測された大規模な下部マントル速度異常と似た形状の熱化学的構造をもたらしうることがわかった。過去の沈み込み過程は、密度の大きい物質を集めて、アフリカの下では海嶺に似た形状の堆積物とし、太平洋の下ではより丸い形状の堆積物とする傾向があることがわかったが、これは地震学的観測と一致している。

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