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従来推定されていたより高いマントル粘性から説明することができる地球内部過程

American Association for the Advancement of Science

新たな研究によって、従来の推定とは大きく異なり、地球内部あるマントルの粘性が地下1,000kmで突然上昇していることが発見され、この現象は深さ約670kmから発生していることが示唆された。熱輸送、組成混合率およびスラブ(構造プレート)の沈み込みなどの地球深部における多数の過程の理解ならびにマントルの熱的進化および化学的進化の理解のためには、地球のマントル内部において粘性が変化する位置を正確に知ることが重要である。ジオイド(地球の重力および自転の影響のみが考慮された時の仮想的な海面の形状)は、下部マントルの密度構造および粘性コントラストに対して最も敏感であるため、マントルの粘性を決定するのによい方法となる。今回の論文で、Maxwell Rudolphらは10年分に相当する衛星観測データおよび地球の扁平率について更新された推定値など、ジオイドに関する複数の地球物理データセットを組み合わせた。多数のシミュレーションが実行され、そのシミュレーション結果すべてによって、地下670km以上の深さで粘性が上昇していることが発見された。シミュレーションの多くでは、さらに深い地下、すなわち深さ1,000kmの近傍における粘性の上昇が示された。著者らは、最近のいくつかの研究によって、彼らが新たに推測する粘性の変化する場所が、構造プレートの沈み込み場所と一致することを指摘している。同様に、著者らは、粘性に関する新たな推測が、地表に向かって上昇するマントルプルームの垂直方向および横方向の動きを説明するのにも有用であることを指摘している。なお、地表に向かって上昇するマントルプルームによって、アイスランドホットスポットおよび南太平洋のマクドナルドホットスポットなど、火山活動のより活発な地域が生み出されている。粘性の上昇によって解明される地質学上の観測もあるが、粘性の上昇自体の原因は不明である。

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