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地震学:テクトニックプレート底部の反射法地震探査断面

Nature 518, 7537 doi: 10.1038/nature14146

プレートテクトニクスは、移動するリソスフェアプレートのモザイクとして地球表面をうまく記載している。しかし、プレートの底である、リソスフェア–アセノスフェア境界(LAB)で何が起きているかはよく分かっていない。LABは、変換された遠地地震波(波長10~40 km)によりイメージングされているが、高い分解能は有していない。本論文では、発破によって生じた地震波(波長約0.5 km)を用いて、ニュージーランド北島の下に沈み込んでいる海洋プレート底面の高分解能反射法地震探査断面を作成した。この長さ80 kmに及ぶ断面は、P波の反射波に基づいており、深さ約100 kmの所で、約15°の傾きを持つ急激な地震波速度変化(厚さ1 km以下)が存在することを示している。この境界はプレート上面と平行で、地震波特性はP波速度が境界をまたいで少なくとも8 ± 3%減少することを示している。さらに、約10 km深い所の平行する反射面の存在は、P波速度の減少がチャネル状のプレート底部に限定され、部分溶融体か揮発性物質がたまって剪断帯をなしていると解釈される。これは、LABに低粘性のチャネルが存在し、プレートがその下のマントル流から分離して動くというプレートテクトニクスの作動要因を示す、高分解能の地震波解析に基づく独立した証拠である。

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