Review Article 地球：全マントル対流と遷移層における水の濾過 2003年9月4日 Nature 425, 6953 doi: 10.1038/nature01918 海洋島玄武岩と中央海嶺玄武岩は化学的特徴が異なるため、地球マントル内で分離・孤立した貯蔵庫から生成されたとこれまでは考えられてきた。そのようなマントル貯蔵庫モデルは一般的には、地球化学的制約条件を満たすが、地球物理学的観測とは一致しない。本論文では、マントルが孤立した貯蔵庫に分けられるのではなく、深さ410 kmの不連続面で濾過されるという新しい仮説を提案する。つまり、沈み込むスラブの下向きの流れによる力を受け、まわりのマントルが上昇し、深さ660 kmの不連続面と410 kmの不連続面の間にある水の溶解度が高い遷移層から、深さ410 kmより上の溶解度の低い上部マントルへと移動する。すると、脱水化による部分溶融のために不適合元素が濾過して取り除かれる。濾過された水を含まない枯渇した固体相は上昇を続け、大洋中央海嶺玄武岩を形成する原材料物質となる。水を含み不適合元素に富んだ残滓は、周囲の固体よりも密度が大きいので、再びスラブに乗ってマントル深部に戻るまで410 km不連続面に捕らわれている可能性がある。水の濾過は、温度の高い始生代のマントル（それにより不適合元素に富んだ大陸地殻を初期に生成する）だけでなくマントルプリューム（それにより水分を含み不適合元素に富んだ海洋島玄武岩を生成する）の両方の場合抑制されうる。遷移層水濾過モデルは、孤立したマントル貯蔵庫に伴う重要な欠点を回避しながら、多くの地球化学的観測を説明できると考える。 Full Text PDF 目次へ戻る
