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マグマの乏しい縁辺で大陸リソスフェアを薄化する機構

Nature 440, 7082 doi: 10.1038/nature04608

大陸プレートが分裂する場所では、地球の地殻が薄くなり沈降するために必要な空間が、複数の正断層に沿ったすべりによって用意される。しかしながら、初期の亀裂が起きた後では、海底で観測される正断層の変位は推定される伸張には合わないようにみえる。本論文では、そのような伸張が働くところでは、複数の正断層ではなく、下向きにへこんだ共役断層系によって地殻の薄化が起こりうることを示す。このモデルでは、このようなへこんだ断層に大きな伸張が蓄積されて、地殻中部およびマントル物質が地表に露出することでとても薄い地殻(10 km以下)が形成されると予測される。この遷移的な地殻は100 kmを超す距離にわたり目に見える変形をほとんど伴わない、水平面下の剥離面によって覆われている。この断裂モデルはアルプス・テチス海とイベリア・ニューファウンドランド縁辺での地質学的および地球物理学的観測による拘束条件のついた数値実験に基づいている。さらに、広く分布した対称的な伸張から局在した非対称的断裂への遷移が観測されているが、この遷移はハンレイ岩質の強固な下部地殻の存在により直接的に支配されていると考えられる。そのような下部地殻のハンレイ岩の存在は、アルプス・テチス海系では十分にしぼり込まれている。観測された断裂の進化を再現するには、中部地殻が連続して弱化することによって、上部地殻変形と下部地殻およびマントルの変形が初期に分離することが不可欠である。今回のモデルでは、これは弱い延性的な剪断帯の形成により実現されている。

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