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地球:地球マントル底部における密度の高いマグマオーシャンの結晶化

Nature 450, 7171 doi: 10.1038/nature06355

地球内部における化学種の分布は、マントルの熱的状態と進化に密接な関連のある分別溶融と結晶化過程によって主に支配されている。地球マントルの底部に密度の高い部分溶融した部分が存在することは、マントル深部相の融解温度の見積もりと、地球の歴史の大部分を通して地球ダイナモを維持するために必要なその下にあるコアの冷却量と共に、過去にはさらに広範囲にわたる深部融解が生じていたことを示唆している。本論文では、地球史の初期にマントルの底部で形成された密度の高いメルトの安定相はゆっくりとした分別結晶化を受けており、さまざまな液相濃集化学種(最も注意すべきは、熱源となる元素のいまだに不明な収支である)を受け入れるまだ見つかっていない地球化学的貯蔵庫として、初期の底部におけるマグマオーシャンの厚さをおよそ1,000 kmとすると理想的な候補となる可能性を示す。コンドライトと地球の岩石との142Nd/144Nd比の違いは、減衰の時間スケールが10億年のオーダーである分別結晶化により説明できる。これらの束縛条件を合わせると、熱的進化モデルを作ることができ、それによると、放射壊変による発熱と潜熱交換がコアの初期冷却を妨げ、地球ダイナモの開始がおそらく34〜40億年前にまで遅れた可能性が示される。

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