Letter 地球：クリープキャビテーションによって可塑性せん断帯に作られる動的な粉流体ポンプ 2009年6月18日 Nature 459, 7249 doi: 10.1038/nature08051 地殻中部のせん断帯内での流体移動と岩石変形のフィードバックは、地震の核形成、沈み込み帯の始まり、鉱床の形成に極めて重要であることが認められている。可塑性の地殻下部における流体の移流がせん断帯により制御されていることを示す証拠と、変形で生じた粒径スケールの多孔性が大規模な地球力学を解明するてがかりになることが認められて、このほとんど解明されていないフィードバックの重要性がさらにはっきりした。地殻中部の流体移動は、古典的概念では説明できない。上部地殻のように透水性が動的な割れ目によって維持されるには、環境温度が高すぎると考えられ、流体の経路は一般的に変形が大きすぎるので、より高温で、より深部の環境に適用する平衡ぬれ角によって制御されていない。本論文では、地殻中部のせん断帯における同時変形的な多孔性の生成を、力学的ポテンシャルと化学ポテンシャルが支配していることを示す証拠を提示する。高分解能シンクロトロンX線断層撮影と走査型電子顕微鏡観測によって、粘性粒界すべり、クリープキャビテーション、溶解や沈澱によって透水性の多孔性が動的に生じるせん断帯の流体移動モデルを作ることができた。我々の「粉流体ポンプ」モデルにおける同時変形的な流体移動は、内在する不可逆的な力学的および化学的微小過程のエントロピー生成速度の明確な役割によって制御される自律過程であると考えられる。このモデルによって、地殻中部を通る流体移動が説明でき、プレートテクトニクス、巨大な鉱床の形成、マントルの脱ガス、地震の核形成には、クリープ領域内での歪みの局在化が必要である。今回の研究成果から、地殻中部におけるクリープ不安定性を解明するための重要な要素が得られる。 Full Text PDF 目次へ戻る
