2016 Fiscal Year Annual Research Report
Estimate of subduction rate of continental crust materials and its effect on mantle convection
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26800237
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
市川 浩樹 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, WPI研究員 (50570503)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 固体地球惑星物理学 / 地球・惑星内部構造 / 大陸地殻 / 島弧の衝突・沈み込み |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の地質学的な研究により、年間3-5km3/yrもの大陸地殻物質が地表から、沈み込んでいることが指摘されているが、どの程度の深さまで沈み込むかについての詳細な研究はあまり行われておらず、特に、日本列島に衝突している伊豆半島のような海洋性島弧を構成する物質のマントル深部に沈み込む割合についての研究はなされていない。大陸地殻物質は放射性元素を大量に含むため、仮にマントル深部まで沈み込んだ場合、熱源として、マントルダイナミクスに影響を与える可能性が大きい。島弧の沈み込みを扱える数値計算コードを開発し、大陸地殻物質がマントル深部へ沈み込む量を推定することを、本研究の目標の一つとしていた。
その島弧の沈み込み過程を扱える数値計算コードは作成は終了し、詳細は論文にまとめられ、英文誌に掲載された。このコードは有限要素法に基づいており、島弧のジオメトリやサイズを変えるのは容易であり、島弧の沈み込み量のサイズ依存性や温度依存性も数値計算により、明らかにした。伊豆半島ほどのサイズの島弧の場合、20%ほどの大陸地殻物質がマントル深部まで沈み込み、より小さい島弧では、沈み込み量が増えることを明らかにした。それらの結果を総括して、島弧の沈み込みにより、現在、マントル深部に沈み込んでいる大陸地殻物質の総量の見積もりを行った。さらに、太古代以降、マントル深部に沈み込んだ大陸地殻物質の総量も見積もった。また、スラブ沈み込み対流計算モデルも完成した。
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