地震波速度異方性からみた海洋プレートと低速度層

概要

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筆者の立場を要約すると以下の通りである.海洋上部マントルは,オフィオライトタイプの異方性を基本的枠組みとして,地震学的にモデル化できる.オフィオライトは「過去」の塑性流動の化石であるばかりでなく,海洋上部マントル下で「現在」進行している塑性流動の鏡であると言えるのではないだろうか.海洋上部マントルの異方的モデルによると,平均的(20-100 Ma)海洋プレートの厚さは高々50km である.地震波速度異方性の観測や,上部マントルの地震学的異方的モデルと調和的な上部マントル低速炭層のメカニズムは,部分溶融ではなく,転位の流れ(に伴う非弾性緩和)であろう.部分溶融は,存在しても2次的な役割しか果たしていない.プレート内の異方性は,低速度層の異方性が凍結されたものであろう.上部マントル低速度層が転位の流れの場であるという考えは海洋上部マントルが本質的にドライであるという考えとも調和的であろう(例えば,PRESNALL et al., 1979).中村(1986)のように70-100kmの深さにソリダス等温面があると考えるのは到底無理であると思われる.部分溶融が主要な役割を果たしている島孤直下の低速度層と,海洋上部マントル低速度層とは本質的に違うものであり,太平洋深海盆に,ホットスポットを除いて,海底火山が少ないのは当然なのではなかろうか.固体地球科学の現状では,上記のことは,事実というより,むしろ1つの可能性にすぎない.これらのことの可否を論ずるためには,ともかく,実験的なデータが決定的に欠けているように見える.上部マントル構成岩石の塑性流動の実験は,今後の固体地球科学にとって極めて重要であろう.地球深部の地震波速度異方性はマントル対流などによって動的に形成・維持されており,地震波速度の不均質と共通の根を持っている.従って,地震波速度異方性は,地球深部ダイナミクスの多くの顔の内の一つである.地震波速度の不均質なども併せ考慮することによって,地球深部ダイナミクスヘのアプローチはより完全なものに近づくであろう.不均質性については中西(1988)の総合報告を,最近の地球規模のマントル対流論については,本多(1988)の総合報告を参照されたい.川崎・他(1988)には,本報告と重複する点も多いが,大陸の上部マントル構造を含めての上部マントル地震波速度構造の地域性と,物質科学からの成果を絡めて,低速度層の成因についての議論がある.
特定非営利活動法人日本火山学会の論文
1988-10-31

地震波速度異方性からみた海洋プレートと低速度層

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