(oneechanblog) – アフリカの下にある地球のマントルの塊の3Dビューで、赤、黄、オレンジの色で示されています。 シアン色はコアとマントルの境界を表し、青は表面を表し、透明な灰色は大陸を表します。 クレジット：Mingming Li / ASU
地球はタマネギのように層状になっていて、薄い外核、厚い粘性のマントル、流動的な外核、そして固い内核を持っています。 マントル内には、惑星のほぼ反対側に、2つの巨大な塊のような構造があります。 正式には大低せん断速度州（LLSVP）と呼ばれるブロブは、それぞれ大陸のサイズであり、エベレスト山の100倍の高さです。 1つはアフリカ大陸の下にあり、もう1つは太平洋の下にあります。
科学者は、地震波を測定する機器を使用して、これら2つのブロブの形状と構造が複雑であることを知っていますが、その顕著な特徴にもかかわらず、ブロブが存在する理由や奇妙な形状につながった理由についてはほとんどわかっていません。
アリゾナ州立大学の科学者である地球宇宙探査学部のQianYuanとMingmingLiは、地球力学的モデリングと公開された地震研究の分析を使用して、これら2つのブロブについてさらに学ぶことに着手しました。 彼らの研究を通じて、彼らは、ブロブが到達する最大の高さ、およびブロブの体積と密度、およびマントル内の周囲の粘度がそれらの高さをどのように制御するかを決定することができました。 彼らの研究は最近 Nature Geoscience.
彼らの地震解析の結果は、アフリカ大陸の下のブロブが太平洋の下のブロブよりも約621マイル（1,000 km）高いという驚くべき発見につながりました。元と李によると、2つの間の大きな高さの違いの最も良い説明は、アフリカ大陸の下のブロブが太平洋の下のものよりも密度が低い（したがって安定性が低い）ということです。
研究を行うために、元と李は何百ものマントル対流モデルのシミュレーションを設計して実行しました。彼らは、ブロブの体積や、周囲と比較したブロブの密度と粘度のコントラストなど、ブロブの高さに影響を与える可能性のある主要な要因の影響を徹底的にテストしました。彼らは、2つのブロブの高さの大きな違いを説明するために、アフリカ大陸の下のブロブは太平洋の下のブロブよりも密度が低くなければならないことを発見しました。これは、2つのブロブの組成と進化が異なる可能性があることを示しています。
「私たちの計算では、ブロブの初期体積はそれらの高さに影響を与えないことがわかりました」と筆頭著者のユアンは述べています。 「ブロブの高さは、主にそれらの密度と周囲のマントルの粘度によって制御されます。」
「アフリカのLLVPは、最近の地質時代に上昇している可能性があります」と共著者のLi氏は付け加えました。 「これは、東アフリカの隆起した地表地形と激しい火山活動を説明するかもしれません。」
これらの発見は、科学者が深いマントルプロセスについて考える方法とそれらが地球の表面にどのように影響を与えることができるかを根本的に変えるかもしれません。たとえば、アフリカ大陸の下のブロブの不安定な性質は、地形、重力、地表火山活動、プレート運動の大陸の変化に関連している可能性があります。
「地震結果の分析と地球力学的モデリングの組み合わせは、深部内部にある地球最大の構造の性質と周囲のマントルとの相互作用に関する新しい洞察を提供します」と元氏は述べています。 「この研究は、現在の状況と深いマントル構造の進化、そしてマントル対流の性質を理解しようとしている科学者にとって、広範囲にわたる意味合いを持っています。」
参照：「固有密度が低いためにアフリカの大きな低せん断波速度の州が不安定になる」、2022年3月10日、NatureGeoscienceのQianYuanとMingmingLiによる。
DOI：10.1038 / s41561-022-00908-3
