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地球:カンラン石の滑り方向と地球上部マントル地震学的異方性の圧力依存性

Nature 433, 7027 doi: 10.1038/nature03266

カンラン石は地球上部マントルの主要鉱物で、マントルの力学的ふるまいと地震学的異方性を支配している。高温と適度な圧力下における実験と、自然に変形したマントルの岩石に対する広範なデータから、上部マントル条件下におけるカンラン石は[100]滑りが卓越した転移クリープにより主に変形するという結論が導かれている。その結果生じる結晶の選択配向性は、深さ250 kmまで観測される強い地震学的異方性を説明するために広く用いられている。これより深いところで異方性が急激に減少することは、上部マントルで転移クリープから拡散クリープへの変化が起きている証拠と解釈されてきた。しかし、新たな高圧実験は上部マントル下部においても転移クリープが支配的であるが、その滑り方向が異なっていることを示唆している。本論文では、この高圧転移クリープが、深さ250 km以深での地震学的観測と一致するような、極端に小さい地震学的異方性をもたらす結晶の選択配向性を生み出すことを示す。この結果は、上部マントル下部の力学的状態とその上下の層との間の結合について新しい疑問を投げかけている。

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