| 研究課題/領域番号 |
13640416
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体地球物理学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小河 正基 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (30194450)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | マントル対流 / プレート・テクトニクス / 火成活動 / マントル進化 / 数値シミュレーション / プレート運動 |
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| 研究概要 |
本研究では、筆者がこれまで開発してきたマントル対流と火成活動の結合系のモデル(すなわちマントル大循環モデル)をプレート運動を含めることでさらに発展させ、この発展させたモデルを地球のマントル進化の問題に応用し、地球のマントル進化は2段階で起こることを強く示唆する結果を得た。第一段階守は、放射性元素の崩壊による内部加熱が十分強いため、下部マントル深部が高温となり、熱的浮力のため局所的にマントル・オーバーターンが頻繁に起こり、これによるプルーム活動のため活発な火成活動が起こり、プレート運動を含むマントル対流や海嶺の火成活動が強い非定常性を示した。しかし、内部加熱の強さがある敷居値を割り込むと(第二段階)、このマントル・オーバーターンは突然止まってしまい、プレート運動も海嶺火山活動もより定常的に起こるようになった。さらに、地球史を通じて沈み込んだスラブは下部マントル深部まで到達し全マントル対流を起こすにもかかわらず、海嶺火山活動とマントル・オーバーターンによるホットスポットの火山活動のためマントルは化学的に成層する事もわかった。すなわち、マントルの浅いところはマグマが抜けた後の「搾りかす」物質が分布し、マントルの深部には、マグマが冷えて固まった玄武岩組成の物質が多く分布することが明らかになった。この数値シミュレーションにより得られた現在のマントルの熱・化学的状態は、地球化学的・地震学的手法により明らかになりつつある現実のマントルの状態の特徴を良く捉えており、このマントル進化モデルは信頼できるモデルであることが示唆される。数値モデルで現れた、マントルの状態の第段階から第二段階への転移は地球の太古代・原生代境界に対応すると考えられる。
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