オーストラリアのアデレード大学の地球化学者エリック・ヴァンデンバーグ博士率いる国際研究チームは、西オーストラリア州ピルバラ地域の古代の火山岩から、30億年以上前に地表水が地球内部深くまで浸透し、マグマの形成に関与していたことを示していることを発見した。

この発見は、地球が現代のプレートテクトニクスの機能と同様のメカニズムを通じて地表と深部内部の間で水を循環させ、それによって初期の火山活動と大陸の進化に影響を与えたことを示唆しています。研究結果はNature Communications誌に掲載された。

ピルバラ クラトンは、地球上で非常によく保存された古代の地殻地域です。研究者らは、31億年前のこれらの火山岩の化学的特徴を分析することにより、その内部に地球のマントルの奥深くに浸透した水の痕跡が残っていることを発見した。現代の地球では、プレートの沈み込み帯が水の豊富な鉱物を地表からマントルに運び、周囲の岩石の融点を下げてマグマを生成します。しかし、初期の地球の内部ははるかに高温だったため、その外殻は今日のように硬くて動くプレートを形成できなかった可能性があり、科学者たちは当時の地表水がマントルに侵入できたのかどうかについて長い間疑問を抱いてきた。

この現象を説明するために、研究チームは「ドリップ効果」という仮説を提案しました。このメカニズムでは、地殻の低温で水を含んだ部分が徐々に水を吸収して十分な密度になり、安定性を失い、その後重い水滴のように下に沈み、最終的には熱いマントルの中に崩壊します。この沈下プロセスは、完全な大規模なプレートテクトニクスを必要とせずに、水を豊富に含む表面の岩石を地球の内部に運びます。これらの物質が高温環境に入ると水を放出し、局所的な融解を促進して湧昇マグマを生成し、最終的には地表で冷えて、今日ピルバラに保存されている火山岩を形成します。

この研究は、地球の内部と表面の間で物質交換が始まった時期についての長年の論争を解決し、地球がその初期の段階で完全に孤立した表面系と内部系に分かれていたわけではなく、水循環がすでに存在し、初期の地殻と大陸の形成に重要な役割を果たしていたことを証明した。