地球力学：地球マントルの固化が必然的に基底マグマオーシャンにつながった

マントル深部に根を持つ地球物理学的構造に関する主要な説明の1つは、それが、地球の核の上で始原的な基底マグマオーシャンが上から下に固化したことに由来するというものである。しかし、固体が最初にマントル底部で形成され上向きに固化したのか、固体がメルトの上で形成され下向きに固化したかは、まだ議論の的となっている。本論文で我々は、鉄の乏しい軽い固体からの鉄に富む密度の高いメルトの重力偏析が、融解曲線と地温勾配がどこで交差するかにかかわらず、マントルの進化を駆動することを示す。この過程の結果、核の上に酸化鉄に富むメルトが蓄積し、基底マグマオーシャンが形成された。我々は、融解相関係と地球化学的モデルを統合した新しい多相流体力学的手法を用いて、マントルの固化を数値的にモデル化した。これによって、太古代の岩石で測定された同位体異常と直接関連している可能性がある、始原的な地球化学的貯蔵庫の組成の特徴と空間分布の見積もりが可能になった。その結果、我々は、惑星の深部ではなく表面で大量の固体が生成され、浅部のケイ酸塩分別の地球化学的特徴がマントル深部へ注入されたことを見いだした。今回の研究は、岩石惑星の進化の最初の10億年におけるマントルダイナミクス、岩石学、地球化学の間の複雑な相互作用を再検討するための基盤となる可能性がある。

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