地球化学：マントル上昇流内での溶融に対する普遍概念
Nature 650, 8103 doi: 10.1038/s41586-025-10065-3
深部マントルの溶融によって地球の分化が始まったとされているが、浮力が駆動するマントルの上昇がどのようにして溶融を引き起こし、そうした初期のメルトがアセノスフェア内でどのように進化したのかに関する統一的な枠組みは明らかになっていない。今回我々は、あらゆる固体マントルの上昇において最初に生成されるメルトは、元素状炭素の二酸化炭素（CO2）への酸化を通して深さ約250 kmで形成される、キンバーライト質のCO2に富むケイ酸塩メルトであることを示す。今回の実験では、マントルプリュームや広範な上昇流に由来するさまざまな地表のメルト（キンバーライト、海洋島玄武岩、中央海嶺玄武岩）が、7 GPaの断熱的および超断熱的条件で肥沃なマントルとの平衡状態に強制された。その結果、深部での酸化還元溶融によって普遍的にキンバーライト質のメルトが生み出され、このメルトは、反応性多孔質流動によってアセノスフェア内を上昇する際に、溶融度が高まり、揮発性成分や液相濃集元素が少なくなるが、SiO2含有量が増えるという枠組みが明らかになった。次に、このメルトは、リソスフェア内の流路を流れることで直接抽出が可能となり、CからCO2への酸化還元フロントのすぐ上でリソスフェアが始まる場所ではキンバーライトが、リソスフェアの厚さが150～100 kmの場所ではケイ素が不飽和なアルカリ性のプレート内マグマが、大量の「乾いた」溶融が支配的な中央海嶺下ではソレアイト質玄武岩がもたらされる。この枠組みは、中央海嶺下約250 kmに広がる地震波低速度層の存在と一致し、海洋島や中央海嶺の玄武岩が、さまざまな溶融度と比率でさまざまな地球化学的マントル成分を取り込んでいることとも合致する。
