地球科学：深部の含水マントル貯蔵庫から得られた33億年前以前の地殻再循環の証拠
Nature 571, 7766 doi: 10.1038/s41586-019-1399-5
水は、マントルの物理的性質に大きな影響を及ぼし、その溶融能力や対流能力を高める。さらに、水の存在を用いて地表の貯蔵庫のマントル深部への循環を追跡することができ、それによって全球の地球ダイナミクスの理解に不可欠な地球内部の含水量とその変化に関する知識が得られる。コマチアイト（MgOに富む超苦鉄質マグマ）は、高圧での高度なマントル溶融に由来するため、深部マントルの化学組成と含水量の優れたプローブである。最近、カナダとジンバブエから得られた、年代が27億年前のコマチアイト内にある最もマグネシウムに富むカンラン石のメルト包有物において、マントル溶融の際によく似た地球化学的振る舞いを示す元素（例えばセリウム）に対して水が過剰であることが見いだされている。こうしたデータは、新太古代（28億〜25億年前）におそらく遷移層にあった深部の含水マントル貯蔵庫の証拠であると考えられている。本論文では、これらのメルト包有物の重水素/水素比を測定することによって、この水のマントル源を裏付けるとともに、バーバートン緑色岩帯で得られた、年代が33億年前のコマチアイトについて同様のデータを提示する。我々は、水素同位体比から、これらのメルトのマントル源は水を過剰に含んでいることを示す。これは、深部の含水マントル貯蔵庫が少なくとも古太古代（36億〜32億年前）から地球内部に存在していたことを示唆している。再構築したコマチアイトの初期水素同位体組成は、地表の貯蔵庫や典型的なマントルよりも重水素が枯渇しているが、最初に海水によって変成されその後沈み込み時に脱水した海洋地殻の組成に似ている。コマチアイトのマントル源における塩素の過剰と鉛の欠乏と合わせると、海水によって変成したリソスフェアの、おそらく沈み込みよる深部マントルへの循環は、33億年前以前に始まっていたことを、今回の結果は示唆している。
