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地球科学：マントルのメルト分率の変化によって調節される大陸リフトの間欠的運動
Nature 547, 7661 doi: 10.1038/nature22962
海洋地殻は、分離拡大するテクトニックプレートの境界に存在する海底の「拡大中心」で、その下のマントルから溶けた岩石が抽出されることによって形成される。モデル研究では、拡大中心下でマントルが上向きに流れる際の減圧によってマントル溶融が生じる可能性が示唆されているが、この過程を海洋下で直接観測することは困難である。一方、大陸リフトもマントルメルトの生成と関連があるが、これらは測地学的技術を用いて短期的な運動の詳細な測定を行いやすい。本論文では、そうしたデータから、マントル溶融の大きさと時間スケールの情報だけでなく、上昇するマントル流の証拠も得られることを示す。ニュージーランド北島では、タウポ火山帯と呼ばれる大陸リフト系でGPS連続観測が約10年間にわたって組織的に行われており、このリフト系が年間6～15 mmの速さで拡大していることが明らかになった。しかし、リフト軸の長さ約70 kmの部分は水平方向の強い収縮および急速な沈降と関連があり、側面は拡大と隆起の領域となっている。こうした特徴は、15 km以深にある駆動力によって、リフト軸に沿って下向きに引っ張られるか上向きに押されている弾性的な上部地殻の湾曲を含む単純なモデルと一致する。我々は、リフト軸下の上昇するマントルによって生成された鉛直流の力の、メルトによって生じた間欠的な変化によって湾曲が生じ、これが一時的な下部地殻の流れの引き金になると提案する。メルトの抽出によってメルト分率が低下すると、マントル流の粘性が上昇し沈降が生じるが、メルトの蓄積は粘性を減少させ隆起をもたらすと思われる。こうした過程も、海洋拡大中心で起こっている可能性がある。
