Mantle-crust interactions in plate subduction zones of the early Earth

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19KK0092
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Morishita Tomoaki 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (80334746)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沢田 輝 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), Young Research Fellow (10845100) ; 谷 健一郎 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (70359206)
• Project Period (FY): 2019-10-07 – 2024-03-31
• Keywords: 超苦鉄質岩石 / 初期地球 / 地殻ーマントル進化 / プレート沈み込み / 交代・変成作用 / コマチアイト

Outline of Final Research Achievements

Processes in the early Earth's subduction zone are discussed from ultramafic rocks in in the 3.0-3.8 billion year old geologic belt in southwest Greenland. The scientific results are follows. (1) The ultramafic rocks are metasomatic rocks that have undergone addition of silica and alkali elements due to multiple events, and are dehydated metaperidotite. (2) The age of formation of chromitite, reported to be the oldest in the world (4.2 billion years old), is actually about 3 billion years ago and was formed by mantle-derived melt. (3) Comparison of earlier chemical features from these ultramafic rocks suggests formation of ultramafic rocks from a previously unreported komatiitic melt, suggesting high-potential temperature in the early Earth.

Free Research Field

地球惑星科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果の学術的意義以下の通りである。従来世界最古と考えられてきた本研究対象岩石群は、そのデータがすぐに初期地球の情報と考えられてきたが、実際の形成年代が30億年前程度であること、さらには複数の交代作用・変成作用を受けてきた岩石であることが明らかになったことから、先行研究の成果の見直しが必要となった。一方で、我々の詳細な検討によって、初期地球の情報が残されている物質の地球化学的特徴を明らかにすることにより、初期地球のマントル温度に関する重要な物質科学的な制約条件を提案することができた。