マントル深部の対流による褶曲構造を地震波解析により解明する研究

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K03726
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 金嶋 聰 九州大学, 理学研究院, 教授 (80202018)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 深部マント / 化学組成不均質 / 地震波散乱 / 地震計アレイ / 海洋地殻玄武岩 / マントル対流 / マントル・プルーム

研究成果の概要

本研究によって、かつて海洋地殻を構成した玄武岩物質が,マントル深部の対流中で撹拌された後に混合され、太平洋のサモアホットスポットに向けてマントル最深部から上昇する流れ（マントル・プルーム）に取り込まれる過程に関する観測的制約が与えられた。また対流する太平洋下の上部マントル遷移層内に、このような海洋地殻物質によって構成されたkmスケールの不均質構造が広く分布していることも明らかになった。これらの成果によって、火山岩の地球化学的分析によるマントル不均質像と、対流のダイナミクス・モデルを統一的に理解するための道筋が開けた。

自由記述の分野

固体地球物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究のテーマは喫緊の社会的課題に対応するものではない。一方、本研究の学術的意義は、地球史を通したマントル内の物質循環についてこれまで無かった観測的制約を与えようとする点にある。火山岩の地球化学的分析によるマントル不均質像と、マントル対流のダイナミクス・モデルは統合的に理解された上で地球物理学的観測との比較検討を受ける必要がある。マントル物質循環においては、大規模な構造だけではなく微小なスケールの現象を理解することの重要性が正しく認識される様になってきた現状に鑑みると観測の立場からも可能な限り小さいスケールの構造を明らかにする必要がある。