2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the mechanism of continental breakup at the eastern margin of Gondwanaland by numerical simulations
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18K03811
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉田 晶樹 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 主任研究員 (00371716)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斎藤 実篤 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 次長 (40292859)
吉澤 和範 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70344463)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ゴンドワナ大陸 / ジーランディア / 海溝後退 / 大陸リソスフェア / マントル対流 / 大陸分裂 / プレート運動 / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はジーランディアが分裂する前のゴンドワナ大陸東縁域を想定した厚い大陸が分裂するメカニズムを知るために、二次元粘弾塑・熱組成対流モデルを用いた数値シミュレーションを実施した。大陸の伸張速度や無水・含水下のマントルの活性化体積の値を系統的に変化させて計算した結果、実際の地球で代表的な伸張速度とされる年間1 cmの場合、約1580万年で大陸分裂が完了することが分かった。これは与えた大陸の厚さと伸張速度から単純計算で推定される時間（2000万年）よりも約400万年早い。なお、伸張速度を2、3、4 cm/yrとした場合では、それぞれ、約860万年、約610万年、470万年となり、やはり単純計算からの1000万年、670万年、500万年よりも早い。この理由は、変形する大陸リソスフェア直下のマントルに局所的に発達する高歪速度領域によってリフティングが効果的に加速するためであることが分かった。
約1億年前のゴンドワナ大陸東縁での大陸分裂については、マントル深部からの能動的上昇流が原因であるいうシナリオと、沈み込みプレートの後退が原因であるという二つのシナリオが考えられるが、昨年度までの三次元全球マントル対流の数値シミュレーションの結果と、当時のゴンドワナ大陸東縁下に大規模なマントルプルームが存在しなかった可能性を考慮すると、ジーランディアの分裂の主原因が海溝の後退であったことが本研究の結果から支持される。
また、研究開始当初の最大の研究課題であったゴンドワナ大陸縁辺域での大陸分裂のメカニズムの問題は、豪州大陸全体下のマントルの現在の構造や、さらに原生代にまで遡った豪州大陸を支えるクラトンの歴史にまで考察する必要があることに気付いた。そこで、これまでの研究参画者の研究成果を主とした地球物理学的研究と地震学的研究の両側面から安定な大陸移動に対するクラトンの役割について総括を行った。
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