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地球物理学:海洋トランスフォーム断層における伸長テクトニクスと二段階地殻付加

Nature 591, 7850 doi: 10.1038/s41586-021-03278-9

海洋トランスフォーム断層は、地震活動とテクトニクス活動が活発なプレート境界で、断裂帯と呼ばれる、海盆全体を横切ることがある傷跡を海洋プレートに残す。現在のプレートテクトニクスの説明では、トランスフォーム断層は保存型の二次元横ずれ境界であり、ここではリソスフェアが形成されることも破壊されることもなく、リソスフェアはこの境界に沿ってプレート年代に応じて冷却されて厚くなると仮定されている。しかし、可能な全ての拡大速度をカバーする41か所の海洋トランスフォーム断層とそれらに関連する断裂帯で得られた高分解能マルチビーム海底地形データをまとめた最近の結果は、この仮定が正しくないことを示している。本論文では、トランスフォーム断層に沿った海底は、プレート冷却の論拠に基づく予想とは対照的に、関連する断裂帯よりも系統的に深い(最大1.6 km)ことを示す。海嶺とトランスフォーム断層の交点における付加は極めて非対称的であると思われ、交点の外側の角では、起伏がより小さくてより広範な火山活動が見られるのに対し、内側の角では、深い節状の海盆があり、マグマが欠乏しているようである。三次元粘塑性数値モデルは、トランスフォーム断層周辺の変形帯内部における塑性せん断破壊によって、プレート境界の海底下では深さが増すとともに斜め方向のせん断が増えることを示している。これは、内側の角の周囲に伸長をもたらして、トランスフォーム断層の地殻とリソスフェアを薄くするとともに、海底がトランスフォーム断層に沿って深くなることと関連付けられた。海底地形データは、薄くなったトランスフォーム断層の地殻が、トランスフォーム断層と反対側の海嶺軸が交差する際の第二段階のマグマ活動によって拡大することを示している。これは、トランスフォーム断層系における付加が二段階過程であることを意味しており、大洋中央海嶺に沿った他の場所の付加とは基本的に異なる。

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