地球力学：主要なホットスポット下の地球マントル底部を起源とする広がったプリューム

深部マントルを起源とする上昇する高温の岩石のプリュームは、ホットスポット火山の源である可能性が提案されているが、この考えは活発な議論の的となっている。地球力学計算に基づくと、純粋に熱的起源のプリュームは数百キロメートルの幅しかない細い尾を含み、標準的な地震波トモグラフィー技術を用いて検出するのは難しいと考えられる。本論文では、正確な波動場の計算と地震波形全体に含まれる情報を組み合わせた全マントル地震波イメージング技術を用いて、多くの明瞭なホットスポットの下に、広がった（細くない）、ほぼ鉛直の導管が存在することを明らかにする。このような導管は核マントル境界から地球表面の下約1000 kmまで広がっており、そこで、上部マントルのより活発な循環に引きずられるかのように水平に折れ曲がっているものもある。マントル底部では、こうした導管は剪断波速度が大きく低下した領域を起源としており、ハワイ、アイスランド、サモアの場合、既知の大きな超低速度帯の位置に一致している。こうした一致は、そうした領域とマントル･プリュームの連続的なつながりを確証している。さらに、画像化された導管は、古典的な熱的プリュームの尾よりも確実に広がっており、導管が長寿命で熱化学的起源である可能性も示唆している。導管が鉛直方向に延びていることは、深さ1000 km以下では背景となる循環が極めて緩やかであることを示している。この結果は、地球マントルの粘性率層状構造の研究に制約条件を与え、熱化学的対流の研究の指針となる。

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