地球化学：サモア・プリュームの地球化学的配置を明らかにするヘリウムと鉛の同位体
Nature 514, 7522 doi: 10.1038/nature13794
海洋島で噴出するホットスポット溶岩は非常に大きな同位体変動を示しており、ハワイやサモアなどのホットスポットで火山活動を生成している上昇するマントルプリュームには多くのマントル成分が含まれていることを示している。しかし、ホットスポット火山で多様な地球化学的成分が地表に現れていることが、プリューム内の空間的分布とどのように関係しているかは分かっていない。本論文では、サモア溶岩中のHeとPbの同位体の関連性を堤示し、プリューム内の地球化学種の分布を厳しく絞り込めることを示す。サモア溶岩のPb同位体組成から、いくつかの異なる地球化学的グループが明らかになっており、それぞれが別々の地理的位置にある線状火山群に対応している。それぞれのグループは、4つの3He/4He比の低いマントル端成分、すなわちEMII（肥沃なマントル2）、EMI（肥沃なマントル1）、HIMU（高μ = 238U/204Pb）、DM（枯渇したマントル）の1つと関連した特徴を示している。これら4つの地球化学的グループが、3He/4He比の高いPb同位体空間の共通領域へ向かう傾向を持っていることは重要である。この観測結果は、プリューム中で3He/4He比の低いいくつかの成分が、共通の3He/4He比の高い成分と混合したが、相互にはあまり混合していないことと矛盾しない。この新しいHeとPbの同位体データから推測される混合の関連性は、マントルプリュームの地球化学的配置に対してこれまでで最も明瞭な描像を与え、3He/4He比の高いプリューム基質が、3He/4Heの低いいくつかの異なる成分を保持し、それらと混合していると考えると最も良く説明される。
