地球のアセノスフェアは二酸化炭素によって部分的に溶... | プレスリリース・研究成果 | 東北大学 -TOHOKU UNIVERSITY-

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国立研究開発法人海洋研究開発機構 海底資源研究開発センターの町田嗣樹 特任技術研究員、国立大学法人京都大学 大学院人間・環境学研究科の小木曽哲 教授および国立大学法人東北大学 東北アジア研究センターの平野直人 准教授は共同で、日本海溝沖の北西太平洋に存在するプチスポットと呼ばれる火山で活動したマグマの生成条件を明らかにするため、高温高圧溶融実験を行った結果、プチスポットのマグマは、プレート直下のアセノスフェアに由来することを示しました。
過去の研究により、プチスポットマグマには二酸化炭素が重量比で10%程度と、日本列島などで活動する他の火山のマグマに比べてはるかに大量に含まれていることが明らかになっていました。加えて今回の実験によって、プチスポットマグマがアセノスフェアに由来することを示したことにより、アセノスフェアでは二酸化炭素の存在によってマントルかんらん岩の融点が低下し、二酸化炭素に富むマグマが生成されていることが確かめられました。つまりプチスポットは、地球内部のアセノスフェアが部分的に溶けていることの物的証拠と言えます。
プレートテクトニクスの理論に基づくと、プレートは直下の柔らかい層であるアセノスフェアの上を滑るように移動し、地球深部に沈み込むなどして地球表層で発生する地震・火山活動や造山運動などの原因となっています。つまりアセノスフェアはプレートテクトニクスの根幹を担っており、表層が活発に活動し大陸が存在する太陽系唯一の惑星である地球を特徴づけるものと言えます。そのアセノスフェアが柔らかい理由は、部分的に溶けていることが原因であるとする説と、溶けてはいないとする説が提唱されており、プレートテクトニクス理論が確立された頃から論争が続いていました。今回の成果は、前者のアセノスフェア部分溶融説を強く支持するものであり、地球のプレート運動、さらにはプレート運動によって引き起こされるマントル対流の仕組みを根本的に理解するための重要な条件となります。
なお、本成果は、英科学誌「Nature Communications」に2月2日付け（日本時間）で掲載されました。

本研究で対象とした東北沖のプチスポット周辺の海底地形図（Machida et al. (2017) のFigure 1を改変）

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