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2025-01-11 19:00:00
多くの人は、地球の内部マントルを、層状のケーキのように、別々の層が互いに積み重なったものとして想像しており、各層は皿を表しています。実際には、これらの内部ゾーンは複雑で、多くの場合、驚きに満ちています。
地震学者は、地球の地下について知るために特定の種類の地震波に依存してきましたが、現在は別の手法により、より詳細な状況を明らかにしています。
この新鮮な視点により、科学者たちは、かつては何もないと考えられていた場所に隠された物質があるのではないかと考えるようになりました。
地球のマントルを理解する – 基本
地球のマントルは、惑星の地殻とその核の間にある厚い岩石の層です。深さは約 1,800 マイル (2,900 キロメートル) に広がり、地球の総体積の約 84% を占めます。
マントルは主に鉄とマグネシウムが豊富なケイ酸塩鉱物で構成されており、ほとんどが固体ですが、長期間にわたって濃厚でゆっくりと流れる流体のように振る舞います。
この流れが地表のプレートの動きを引き起こし、地震、火山の噴火、大陸の移動を引き起こします。
地球の核からの熱はマントル内で対流を引き起こし、そこで高温の物質が上昇し、地殻近くで冷却され、その後再び沈下するという継続的なサイクルが形成されます。このプロセスは、惑星の表面を形作る上で重要な役割を果たします。
地球のマントルのプレート
この発見は、と呼ばれる高解像度手法の使用から生まれました。 全波形反転。科学者はこのアプローチを使用して、あらゆる種類の情報を解釈します。 地震波 地震によって引き起こされるものを、1 つの種類だけに焦点を当てるのではなく、
そのため、彼らは地球の内部構造のより正確なモデルを構築することができます。
この方法を下部マントルに適用した後、研究者らは、沈み込みの歴史が知られていない領域にプレートの破片が残ったと思われるポケットを観察した。
分析後、彼らはこれらの隠れた異常がいかに一般的であるかに驚きました。
この研究は博士課程の学生を含むチームによって主導されました トーマス・スハウテン からの チューリッヒ工科大学地質研究所の専門家と協力しました。 カリフォルニア工科大学。
彼らの共同の努力は、古いプレートの残骸が地球のどこに存在するかについての仮定を覆す、新たな洞察をもたらしました。
地震信号の解釈
研究者たちがどのようにしてここにたどり着いたのかを理解するには、地震波がどのように機能するかを思い出すことが役立ちます。地震が発生すると、あらゆる方向に波が放射されます。
これらの波は、惑星内を伝わるにつれて跳ね返り、曲がり、変化します。医師が医療画像技術を使用するのとほぼ同じ方法で、地球物理学者は、これらの波が世界中のさまざまな地震観測所に到達するまでにかかる時間を測定します。
研究者らは、新しいモデルを使用して、地球の下部マントルで地震波がより遅く伝わる（赤）またはより速く伝わる（青）ゾーンを発見しました。西太平洋の大きな青いゾーン (画像中央の真上) は、これまで知られていませんでした。クレジット: Sebastian Noe / チューリッヒ工科大学
しかし、代わりに利用可能なすべての波のデータを調べることによって、地球の下部マントルから新しい形状と密度が特定されました。
地球のマントルはなぜ重要なのでしょうか?
何億年にもわたって、プレートは形成され、移動し、地球の内部に沈み込みました。これ サイクリング 火山の形成、地震、大陸のゆっくりとした移動などの現象を制御する役割を果たします。
研究者らは、ある構造プレートが別の構造プレートの下に滑り込む領域の下に、沈み込んだプレートのスラブが集まっていることを長い間知っていた。
したがって、新しい画像によって、プレート衝突の明確な歴史が欠けている海洋と大陸内部の下にある大きなスラブが明らかになったときは驚きでした。
これは、プレートがどのように進化し、どこに行き着くのかについての理解が複雑になる可能性があることを示しています。
太平洋の下にある謎のプレート
最大の驚きの 1 つは、西太平洋の下の海域にありました。現在のプレート構造のタイムラインによれば、古いプレートの破片が存在する理由はありません。
近くの歴史的な沈み込みを示す地質データはありません。これは、異常がプレートの塊ではまったくないか、少なくとも科学者が当初想像していたようなものではない可能性があることを示しています。
何か別のものでしょうか？
科学者たちは現在、これらの構造の起源と性質に関する疑問に直面しています。
これらは初期のマントルから残った古代のシリカに富んだポケットではないかと言う人もいます。他の人は、それらが何十億年にもわたって漂流した鉄に富んだ蓄積物である可能性を示唆しています。
スハウテン氏は、新しいモデルは地球内部全体の異常を明らかにしているが、これらのパターンの原因となっている正確な物質やプレートの破片は依然として不明であると説明した。
理解を深めるための次のステップ
全波形反転はこれらの調査に有望なツールですが、それは波が材料中をどの程度速く移動するか、またはゆっくりと移動するかを表示するだけです。
研究者らは、化学的および熱的な違いを解明するにはさらなる改良が必要だと述べている。
電磁信号や鉱物物理学実験のデータなど、追加のデータセットに目を向けている人もいます。
これらの方法を組み合わせることで、これらのマントルの「塊」が原始的な起源に由来するのか、リサイクルされた海洋地殻に由来するのか、あるいはまったく別のものに由来するのかが浮き彫りになるかもしれません。
プレートテクトニクスへの影響
科学者たちが、このようなゾーンが地球の深部にさらに存在することを確認した場合、熱が地球内をどのように移動するかについて多くの理論を調整する必要があるかもしれません。
このような隠れたゾーンは、対流のパターンやマントルプルームの形成を変える可能性があります。
捜索は続く
将来的には、改良されたスーパーコンピューターがさらに大規模なデータセットを処理して、地球の下部マントルとそのプレート構造のより鮮明な画像を生成する可能性があります。そうすれば、これらの謎の異常の正体についての議論が解決するかもしれない。
地球科学者は、地震学的、化学的、計算的などのさまざまなアプローチを統合することにより、地球の隠された複雑性の一部を明らかにし続けるでしょう。
スハウテン氏のチームが実証したように、全体像を見るということは、私たちがすでに知っていると思っていることを超えて見ることを意味する場合があります。
この研究は、 科学レポート。
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#太平洋の下地球のマントルにある沈んだ世界を発見