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地球:カリフォルニア湾におけるリフティング様式の変化

Nature 448, 7152 doi: 10.1038/nature06035

リフトにより区切られた大陸縁辺部の構造とそのようなリフティングによる火成活動を絞り込むことは、リソスフェアの強度、その下にあるマントルの状態、リフティングから海底拡大への変化をより詳細に解明するために役立つ。リフトの構造による分類に関して重要な点は幅であり、幅の狭いリフトでは、拡大速度が熱拡散よりも速くなるくびれ不安定として形成されると考えられ、幅の広いリフトでは、熱流量が大きい状況での下部地殻の流れなどの局所化を抑制するメカニズムが必要と考えられる。リフティングの結果として生じる火成活動の観測結果は、溶融モデルから予測される火成活動の2〜3倍の規模をもつ火山性の縁辺部のものから、リフトの形成時や形成後の火成活動がほとんど存在しない非火山性の縁辺部のものまでさまざまである。このような火成活動の差は、マントル温度の差が原因と考えるのが一般的である。本論文では、カリフォルニア湾におけるPESCADOR地震実験の結果を報告し、3カ所のリフトにわたる地殻スケールのモデルを提示する。短い横方向の距離で、同時期の火成活動が少ない幅の広いリフトから、幅は狭いが強い火成活動を伴うものまで、リフティング様式と火成活動に大きな違いがみられる。しかし、リフティングの際に構造進化と火成活動を支配すると考えられる要因の多く(拡大速度、マントルのポテンシャル温度、熱流量)は、より大きな長さスケールで変化する傾向がある。我々は、マントルの温度が低いことではなく、マントルの枯渇化が、観測された幅が広くマグマに乏しい縁辺部の原因であり、マントルの温度が高いことではなく、マントルの肥沃さと、おそらく堆積物が孤立していることが、観測されたリフトの形成時や形成後の強い火成活動の原因であると考える。

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