地球科学：アウターライズにおける脆性–延性損傷による動的なスラブ分割

沈み込みは、プレートを駆動する主要な力であり、沈み込むプレートの強さは地球の熱化学的進化の多くの側面を支配している。それぞれの沈み込むプレートでは、海溝のアウターライズ（外縁隆起帯）において水平方向から下向きの動きへの変化に対応して曲がる際に、強い正断層運動が生じる。今回我々は、結晶粒の損傷を含む脆性変形と延性変形の両方を追跡するとともに自己無撞着に結び付ける、沈み込みの数値モデルを用いて、この曲がりによって生じるプレートの損傷の結果について調べた。その結果、アウターライズ領域では、局所的な脆性損傷と延性損傷の間の強いフィードバックによって、広範なスラブの弱化と顕著な分割が起こる可能性があることが分かった。このスラブ損傷現象によって、強いプレートと弱いスラブという沈み込みの二分、海溝近傍における大きくオフセットした正断層の発達、分割された地震波速度異常と沈み込むスラブ内で撮像された明瞭な境界の存在、海溝で観測されるプレート内の深部に局在した有効粘性率の低い領域の出現が説明される。脆性と粘性で損傷したスラブは、マントルの温度が上昇すると分離する傾向を示す。これは、地球の冷却履歴を考慮すると、スラブが頻繁に破壊される時期がある断続的な沈み込みが、これまで示唆されていたより最近まで地球の特徴であった可能性を示唆している。

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