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地球:メルトの移動によって中部地殻と下部地殻に生じる等温に近い条件

Nature 452, 7183 doi: 10.1038/nature06689

地殻の熱的構造は、変形、変成作用および深成活動に強い影響を及ぼす。安定した地殻の地温勾配に関するモデルは、温度が深さと共に一様に上昇すると予測している。しかし、この熱的構造は、造山帯で地表に露出した高温変成テレーンで観察されるものとは一致しない。高温変成テレーンにおけるピーク条件を全球でまとめた結果は、等温減圧と等圧冷却の両方の過程で、広い圧力範囲にわたってピーク温度が比較的狭い範囲にあることを示している。我々は、メルト移動の影響を取り込んだ単純な1次元熱モデルを開発した。このモデルは、長く続く深成活動によって準定常状態の地温分布がもたらされ、温度は上部地殻で急激に上昇し、中部地殻と下部地殻ではほぼ等温条件になることを示している。またこのモデルは、メルトによる熱の上向きの移流によって、上部地殻にグラニュライト層相の変成作用と広範に広がったアンダルサイト-シリマナイト変成作用が生じることも予測している。ひとたび準定常状態の熱分布に達すると、中部地殻と下部地殻は高温条件とアナテクシス条件によって極めて弱くなるので、深成活動が始まった後の重力による崩壊、地表への露出および等温減圧が起こる条件が整えられる。中部地殻と下部地殻の等温に近い条件は、脱水溶融反応の熱緩衝効果によって生じており、地温分布の形をある程度支配している。

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