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地球:地球上部マントル流れ場の同位体による記述

Nature 447, 7148 doi: 10.1038/nature05920

海洋プレートが沈み込み帯で下部マントルへと沈み込んでいることは十分に立証されているが、失われた上部マントル物質を置き換える逆の過程についてはまだよく分かっていない。戻ってくる流れが細い上昇流として著しく局所化しているのか、より広く分布しているのかについてすら、はっきりしないままである。本論文では、世界中の大洋中央海嶺に沿った長寿命放射壊変起源同位体の分布を用いて、上部マントルの著しく異なる再充填モードを表す地球化学的な領域を特定できることを示す。インド洋海嶺南西部に沿ったハフニウム同位体の新しいデータは、下部マントルの同位体の強い特徴をもつインド洋の領域と、リソスフェアに根をもつ始生代のアフリカクラトンの直下にある上部マントル物質の移流により汚染された南大西洋の領域との間のはっきりとした遷移を示している。両方の領域の上部マントルは、南アフリカとアファールプリュームの下の地震波によって明らかになった異常を通して再充填されているように思われる。大陸下の竜骨に当たる構造により生じた粘性抵抗のために、大西洋領域とインド洋領域の上部マントルの再充填は遅くなり、局所的な上昇流に制限されているようである。これとは対照的に、妨害を受けていない太平洋の領域では、比較してみると、上昇流はずっと広く速いようである。

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