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地球科学:三次元の磁気縞模様は、高速で拡大する海洋下部地殻でのゆっくりとした冷却を必要とする

Nature 597, 7877 doi: 10.1038/s41586-021-03831-6

地球磁場は、海洋地殻が冷却する際に記録され、これによって生じた線状の磁気異常から、過去1億6000万年間の磁極の逆転のパターンが得られる。下部地殻(ハンレイ岩質の地殻)では、極性区間の境界は、冷却ひいては地殻の集積を制約する等温線の代理指標となっている。高速で拡大する地殻の地震観測、地質速度計測、熱的モデルは、地殻内部におけるメルトの輸送と結晶化の過程の敏感な指標となる、海嶺近傍の熱が失われている場所と失われ方について相反する解釈をもたらしている。本論文では、マグマ的に強固な高速で拡大する地殻に見られる磁気構造から、岩脈–ハンレイ岩遷移の近傍の地殻温度が10万年間にわたって約500°Cに保たれていた必要があることを示す。約8 km離れた2つの地域の底面近傍の磁化の解は、海嶺軸から7〜8 km離れて広がる岩脈–ハンレイ岩遷移帯の200 m以内にほぼ水平な極性境界が存在することを明らかにしている。複数の極性成分を持つ配向した試料によって、対応する水平方向の極性境界が幅約1 kmの地域にわたり直接確認され、3つの極性区間で冷却がゆっくりであったことが示された。今回の結果は、海嶺軸から数キロメートル以内の深部熱水冷却と矛盾しており、そうではなく、マグマ的に強固な高速で拡大する海洋地殻における、海嶺軸から約8 km離れて広がる高温の広い軸帯を示唆している。

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