地球科学：テクトニック・プレート下の部分溶融を示す地震学的証拠

上部マントルの地震波低速度層（LVZ）は一般に、テクトニック・プレートをマントルから分離するのに重要な役割を果たしている低粘性のアセノスフェアと関連付けられている。しかし、LVZの起源はまだよく分かっていない。こうした低い地震波速度の原因は、いくつかの研究ではマントル内の少量の鉱物の部分溶融であるとされているが、他の研究では固相線（ソリダス）近傍での固体状態の機構や揮発性物質含有量の影響だとされている。剪断減衰の観測によって、LVZの起源についてさらなる制約が得られている。本論文では、全球の三次元剪断減衰の解釈と速度モデルに基づいて、LVZ内で生じている部分溶融について報告する。我々は、大洋中央海嶺、主要なホットスポット、背弧領域の下の150〜200 kmまでの部分溶融によって、アセノスフェアにメルトが供給されていることを見いだした。メルトのごく一部（0.30％以下）は、海洋のLVZ内に捕捉されたままになっており、大陸域の下にはメルトはほとんど存在しない。メルトの量はプレート速度とともに増大し、プレート速度が3〜5 cm yr⁻¹で顕著になることが分かった。この知見は、テクトニック・プレートの下ではマントルの結晶方向がそろっているという以前の観測結果と一致する。今回の観測結果は、メルトが粘性を低下させることで、プレートの運動と、アセノスフェアにおける大規模な結晶配列を促進していることを示唆している。

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