要約:
研究チームは、パプアニューギニアのグッドノー島で採取したエクロジャイトの破片を分析し、約440万年前に沈み込むプレートとともに沈み、マントルの奥深くまで浸透して地表に戻る過程を再現した。岩石中のガーネットは小さなコーサイトで包まれています。この鉱物は形成するのに非常に高い圧力を必要とし、この岩石が少なくとも90キロメートルの深さまで沈んだことが証明されています。現地の温度は摂氏約 800 度であると推定されています。
岩石に残された温度記録は、沈み込みの初期段階での地熱勾配が現在のモデルの予想よりも高かったことを示しています。深さ約 45 キロメートルでは、温度は摂氏約 700 度に達していますが、これは深さ 90 キロメートルの地点より摂氏約 100 度低いだけです。研究者らは、岩石が沈むときに経験する熱状態は、最初は比較的高温であり、その後比較的低温の沈み込み環境に移行すると考えています。ここでいう「寒い」とは、単位深度に相当する温度が低いという意味であり、深くなるほど岩石の温度が低くなるという意味ではありません。この研究はまた、後期には垂直潜水速度が年間60ミリメートルを超える可能性があると推測している。
この研究は Nature Earth Science に掲載されました。研究チームは、ガーネットの鉱物内包物、温度と圧力の条件、ジルコン・ウラン・鉛の年代を分析することで、この岩石の圧力と温度の変化を追跡した。このサンプルは、2003 年に科学探査中に収集されました。その後の分析技術の助けを借りて、研究者たちは地下の旅をより詳細に復元することができました。
研究チームは 2 つの考えられる説明を提案しました。プレート境界の滑りによって引き起こされるせん断摩擦により、沈み込みの浅い部分が以前の推定よりも高温になる可能性があります。また、この若い沈み込み帯がまだ安定段階まで発達していないため、成熟した沈み込み帯モデルで予測される温度までまだ冷却されていない可能性もあります。 2 つの要因が同時に作用することもあります。今のところ、これらは説明的な仮説のままです。
沈み込み帯は、強い地震や火山活動にとって重要な地域です。また、炭素やその他の物質をマントルに持ち込み、地球の長期的な炭素循環に参加します。研究者らは、この岩石は、深い岩石が形成されたときのピーク温度と圧力では、以前の沈下過程を復元するには十分ではない可能性があることを示していると指摘した。より完全な熱履歴データは、地震、火山活動、地球化学サイクルのモデルの改善に役立つと期待されています。
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