地球物理学：マントル・プリュームの上の非対称三次元的地形

マントル–リソスフェア相互作用が地表地形の形成に果たす役割については長い間論争になっている。一般的に、マントル・プリュームと鉛直方向のマントル流は、軸対称で長波長の地形をもたらすと考えられているが、これは、プレート内のテクトニクス的な力によって形成される一般的には非対称で短波長の地形とは大きく異なっている。しかし、マントルに起因する地形を同定することは、特に大陸では難しい。従って、複雑な脆性–塑性レオロジーと大陸リソスフェアの成層構造が、マントル流によって生じた変形の短波長の変化と局在化をもたらすと主張することができる。さらに、この変形は、遠場応力の影響も受けるので、「テクトニクス的」地形と相互作用する（例えば、「能動的/受動的」リフト活動シナリオにおいて）。こうした考えを検証するにはマントル–リソスフェア相互作用の完全連結三次元数値モデルが必要であるが、初期の手法に概念的および技術的制約があったためにこれまで不可能であった。本論文では、弱い初期応力を与えた（超低速で拡大する）レオロジー的に現実的なリソスフェアを組み込んだ、マントル・プリュームの上の地形に対する新しい超高分解能三次元数値実験を示す。その結果は、表面の複雑な進化を示しており、マントル上昇流の標準的な地表の特徴とされている軸対称の滑らかなパターンとは全く異なっている。特に、地形は、狭い地溝と広い地溝、側面が屈曲した隆起、断層構造などの非対称性の強い小さなスケールの三次元的特徴を示している。このことは、マントル・プリュームの上の動的地形、マントル–リソスフェア相互作用、大陸分裂過程を制御する上で、大陸のレオロジー的構造とプレート内応力が支配的役割を果たしていることを示している。

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