Letter 地球：深部マントルのネオンとキセノンに記録された初期の分化と揮発性物質の集積 2012年6月7日 Nature 486, 7401 doi: 10.1038/nature11141 消滅した129Iから放射性崩壊により生成されたキセノン同位体の129Xeと、消滅した244Puと現存する238Uから生成された136Xeは、初期マントルの脱ガスと揮発性物質の地球からの消失に対して重要な制約条件を与える。海洋島玄武岩（OIB）の放射崩壊起源のキセノンと非放射崩壊起源のキセノンの比（129Xe/130Xe）が、大洋中央海嶺玄武岩（MORB）に比べて低いことは、比較的脱ガスしていない始原的深部マントル貯蔵庫が存在する証拠として用いられてきた。しかし、OIBの129Xe/130Xe比が低いことは、沈み込んだ大気起源XeとMORBのXeが混合したことに起因するという考え方もあり、この場合はあまり脱ガスしていない深部マントル貯蔵庫を考える必要性がなくなる。本論文では、アイスランドのOIBから得られた希ガス（He、Ne、Ar、Xe）の新しい測定結果を示し、アイスランドのマントル・プリュームとMORB生成源には、元素存在量と20Ne/22Ne比に差異があることを明らかにする。これらの観測結果は、OIBで見られる低い129Xe/130Xe比は、OIBマントル供給源のI/Xe比が低いためであり、大気起源のXeとMORB型のXeの混合のみでは説明できないことを明らかにしている。129Iは太陽系の形成後約100 Myrで消滅したことから、OIBとMORBのマントル供給源は4.45 Gyr前までに分化しており、その後の混合は限定的であったと考えられる。さらに、アイスランドのプリューム生成源はPuとUの核分裂に由来するXeの割合も高いため、プリューム供給源の脱ガスの度合いがMORBより小さい必要がある。これは、希ガス濃度と放射崩壊の親元素に対する希ガスの分配挙動とは関係しない結論である。これらの結果をまとめると、地球マントルは少なくとも2つの別個の供給源から揮発性物質を集積しており、月を形成した衝突や4.45 Gyrにわたるマントル対流のどちらもが、地球の不均一な集積と初期の分化の痕跡を消し去らなかったことを示している。 Full Text PDF 目次へ戻る
