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地球:無水固相線直上の融解が火山弧の位置を支配している

Nature 467, 7316 doi: 10.1038/nature09417

沈み込み帯におけるマントルからのマグマの分離は、地球の化学的分化につながる主要な機構の1つである。この系の基本的な性質、特にメルトが生じて地球表面まで移動する過程はまだよくわかっていない。このような融解の地表での現れである火山弧の位置の系統性は、深部で起きている過程の手がかりになると広く考えられている。しかしながら、この手がかりについては、互いに相いれない多数の解釈が存在している。本論文では、沈み込み帯での熱輸送の現実に即した数学モデルを用いて得られた単純なスケーリング論を用いて、これらの解釈を選別する。火山弧の位置は、スラブ上部近傍で起きる反応による流体の放出では説明できない。その代わりに、火山フロントの鮮明さと、それらの位置の系統性とからは、無水固相線によって決まる境界が海溝に最も近づく場所の直上に、火山弧が位置しなければならない。我々は、この領域から上昇するマグマにより運ばれる熱は、ウェッジの熱的構造を変化させ、水を含んだメルトと含まないメルトの両方が地表に到達するための流路を決めるのに十分であることを示す。

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