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地球:リソスフェア–アセノスフェア境界に見られるメルトに富んだ流路

Nature 495, 7441 doi: 10.1038/nature11939

リソスフェア–アセノスフェア境界(LAB)は、堅い海洋プレートをその下の温度の高い可塑性のアセノスフェアから分離している。この境界の下での粘性の減少はプレートテクトニクスには不可欠であるが、その起源に対する意見の一致はまだ得られていない。地震学的研究は、LABと一致すると考えられる深さで明瞭な速度不連続面を識別しているが、その原因については一致しておらず、部分溶融かマントルの脱水境界をその説明とするのが一般的である。本論文では、海底地磁気地電流データを用いて、ニカラグア沖の中央アメリカ海溝のココスプレート端の下におけるLABの電気伝導度分布を画像化している。地磁気地電流データは、抵抗値の大きい海洋リソスフェアの下に、深さ45〜70 kmに限定された電気伝導度の高い層を明らかにしている。温度が高く水分の多いマントル中ではこの深さで部分溶融は安定なので、この電気伝導体は、不透水性の固化した蓋つまりリソスフェアの底に覆われた、部分的に溶けた層であると解釈できる。プレート運動と平行な電気伝導度の異方性は、このメルトが流れの方向を向いた筒状の構造に切りそろえられていることを示している。年代の若いプレートの下のLABは、薄く部分的に溶融した粘性の低い流路からなり、その上のもろいリソスフェアを深部の対流するマントルから分離する働きをしていると考えられる。この境界層はプレート運動の潤滑剤として振る舞う可能性があるので、海溝の近くに存在することは沈み込みのダイナミクスに関連している可能性がある。

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