地球科学：水を含むマントル遷移層の上昇を起源とするプレート内火山活動

地球上で起こる火山活動の大半の原因は従来、大洋中央海嶺におけるマントルの受動的な上昇、沈み込み帯におけるスラブの脱揮発、マントル・プリュームであると考えられてきた。しかし、中国北東部に広範に広がる新生代のプレート内火山活動や、日本海溝沖の若いプチスポット火山を、こうした機構のどれかに関連付けるのは容易ではない。さらに、こうした火山活動の下にあるマントルには、遷移層（深さ410 kmと660 kmの間のマントル層）の上下に異常に遅い地震波速度帯が存在するという特徴がある。このような現象に対する包括的な説明は得られていない。本論文では、プレート内火山活動とプチスポット火山活動の大半（あるいは、おそらく全て）と日本の沈み込み帯周辺の低速度層は、新生代における沈み込む太平洋スラブと水を含む遷移層の相互作用によって説明できることを示す。数値モデルからは、観測結果を再現するには、テクトニックプレートの沈み込みと後退に応答して遷移層から放出される、マントル鉱物に溶解した0.2〜0.3重量％の水で十分であることが示された。これは、臨界量の水が、この沈み込み帯周辺だけでなく、プレート内火山活動やプチスポット火山活動とその下にあるマントルの低速度層を特徴とするテチス構造帯の遷移層にも蓄積している可能性を示唆している。

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