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2024-10-02 03:01:33
トロント大学の研究は、トゥルキエのコンヤ盆地の継続的な再形成が、岩石の破片が沈み、表面の地形に影響を与えるリソスフェアの滴りによって引き起こされていることを明らかにしました。この地殻活動は世界中で同様のプロセスを示しており、地球を超えた惑星地質の理解に影響を与えます。
トゥルキエのコンヤ盆地はリソスフェアの滴下によって再形成され、密集した岩石の破片が沈下して景観が変化する原因となっているが、これはトロント大学の研究で証明されているように、惑星地質学にとってより広範な影響を与える現象である。
トロント大学が主導した最近の分析によると、中央アナトリア高原のトゥルキエにあるコンヤ盆地が数百万年にわたって継続的に再形成されていることが、新しい衛星データによって示されている。
研究チームの実験シミュレーションは、地質学、地球物理学、測地学のデータと組み合わせて行われ、隆起する高原内部での盆地の不思議な沈下を説明しています。彼らの発見は、火星や金星など、地球のようなプレート テクトニクスを持たない惑星にも影響を与える、新しい種類のプレート テクトニクスの概念を裏付けています。
地球科学者たちは、リソスフェアの滴下プロセスをシミュレートするためにプレキシガラスタンク内に実験室モデルを構築し、あらゆる変化を捉えるためにセットアップの上下にカメラを配置しました。クレジット: Julia Andersen/トロント大学。
リソスフェアの滴下が意味するもの
この研究は最近、 ネイチャーコミュニケーションズ、この地域の沈下は多段階のリソスフェアの滴下によるものであることが明らかになりました。この現象は、地球の地殻と上部マントルを構成する岩石物質の不安定性にちなんで名付けられました。地表の下にある緻密な岩石の破片が剥がれて、惑星のマントルのより流動的な層に沈み込むと、盆地や地殻の山状の褶曲などの主要な地形が地表に形成されます。
「衛星データを見ると、コンヤ盆地で地殻が沈下しているか、盆地が深くなっている円形の特徴が観察されました」と、東京大学文理学部地球科学科の博士課程候補者ジュリア・アンダーセンは言う。 T 氏と研究の筆頭著者。 「このため、私たちは地表の下にある他の地球物理学的データを調べることになりました。そこでは上部マントルの地震異常と地殻の肥厚が見られ、そこに高密度の物質が存在し、マントルのリソスフェアの滴りの可能性が高いことがわかりました。」
中央アナトリアにおける多段階のリソスフェア滴下プロセスのアーティストの印象。 1,000万年から800万年前以来、中央アナトリアの下で高原隆起を引き起こした一次滴下による最初の岩石圏の除去(a)、その後の二次滴下の発達(b)とそれに伴うコンヤ盆地の形成。年表 (c) は、2,500 万年前から現在までの中央アナトリアの岩石圏の滴下と地形の進化を示しています。クレジット: ネベナ・ニアゴロワ
地殻変動と実験的洞察
この結果は、研究者らによる同様の調査を反映しています。 南米アンデス山脈のアリサロ盆地の形成、この現象は地球上のどこでも起こり得ることを示唆しており、山岳高原地域で典型的に見られる地殻変動を説明しています。
過去の研究では、このリソスフェアの滴下現象により、中央アナトリア高原が過去1,000万年の間に1キロメートルも隆起したことが示されています。
「リソスフェアが厚くなり、その地域の下に滴り落ちるにつれて、地表に盆地が形成され、後に下の重りが壊れてマントルのより深い深さに沈んだときに湧き出ました」と地球学部のラッセル・ピースクリウェック教授は言う。科学者であり、研究の共著者。 「私たちは現在、このプロセスが一度限りの地殻変動現象ではなく、最初の滴下が地域の他の場所で後続の娘イベントを引き起こしたようであり、その結果、継続的に隆起しているトゥルキエ高原内のコンヤ盆地の奇妙な急速な沈下を引き起こしていることがわかりました。」
アンダーセン氏は、今回の新たな発見は、一次および二次リソスフェア除去の進化を通じた高原隆起と盆地形成現象との関連性を示唆していると述べた。 「基本的に、高原の隆起が進行すると同時に沈下が起きています。」
2 種類のリソスフェア ドリップのアーティスト インプレッション。 1 つのタイプは地殻の肥厚と隆起を引き起こし、もう 1 つは水平方向の変形を伴わずに地表に盆地を形成します。クレジット: Julia Andersen/トロント大学
実験室でのシミュレーションと観察
アンデルセン氏と、イスタンブール工科大学やトゥルキエのチャナッカレ・オンセキス・マート大学の同僚を含む研究の共著者らは、室内実験で滴下プロセスを再現し、その観察結果を分析した結果、研究結果に到達した。
彼らは、地球の流体として機能するポリジメチルシロキサン（PDMS）（テーブルシロップの約1,000倍の厚さのシリコーンポリマー流体）をプレキシガラスタンクに充填し、新しい測定によって提供されたデータに基づいてプロセスがどのように展開したかを確立するために実験室のアナログモデルを構築しました。マントルの下部にはPDMSと粘土の混合物を加えてマントルの最上部の固体部分を再現し、その上に地球の地殻として機能するセラミックとシリカ球で作られた砂のような層で仕上げます。
研究者らは、PDMS に高密度のシードを挿入し、粘土層をモデル化することでモデルを起動し、滴下を開始し、その後重力によって下方に引っ張られました。時間の経過に伴う変化を記録するために、一連のカメラがタンクの上と横に設置され、ほぼ毎分高解像度の画像が撮影されました。
「10 時間以内に、一次点滴と呼ばれる点滴の初期段階が観察されました。最初の点滴が箱の底に触れた後、50 時間後に 2 回目の点滴が底に沈み始めていることがわかりました」とアンダーセン氏は言います。 「一次点滴も二次点滴も、人工地殻に水平方向の変形を引き起こしていませんでした。これは通常、マントルリソスフェアの点滴に関連すると予想されます。」
研究者らは、最初の点滴が実験の表面トポグラフィーに変化を引き起こしたことをすでに知っており、二次点滴は最初の点滴よりもサイズが小さかったため、表面に何らかの影響を与えるかどうかを知りたいと考えていました。 「私たちが気づいたのは、地表の地殻に水平方向の動きがなかったにもかかわらず、時間の経過とともにこの二次滴下が地殻を下方に引っ張り、盆地を作り始めたことでした」とアンダーセン氏は言う。 「研究結果は、これらの主要な地殻変動が関連していることを示しており、1つのリソスフェアの滴下が惑星内部の深部でさらなる活動を引き起こす可能性がある。」
参考文献：「多段階リソスフェアの滴下は、隆起造山台地内の活発な盆地形成を制御する」A. Julia Andersen、Oguz Hakan Göğüş、Russell N. Pysklywec、Ebru Şengül Uluocak、Tasca Santimano、2024 年 9 月 13 日、 ネイチャーコミュニケーションズ。
DOI: 10.1038/s41467-024-52126-7
#地球の地殻は滴り落ちている地下の異常によりトルコのコンヤ盆地が沈下