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大陸衝突の時間スケールを決定 ?大陸衝突にともなう地殻の安定化には約2,600万年必要?

【本学研究者情报】

東北アジア研究センター(兼 大学院理学研究科地学専攻) 教授 辻森 樹

【発表のポイント】

  • 地球上で最大规模の汎アフリカ造山帯において大陆衝突の时间スケールを明らかにした
  • 2つの大陆の衝突にともなう地殻融合?安定化には、约2,600万年必要で、その时间スケールは世界の様々な时代の大陆衝突帯で共通する
  • 大陆衝突による地殻融合の时间スケールは大陆地殻を构成する花こう岩などの低密度の岩石の浮力による

【概要】

约6亿年前に起きた汎アフリカ造山运动は、ゴンドワナ超大陆(注1)の形成に関係した复数の大陆衝突を伴う最大规模の造山运动です。アフリカ大陆には东ゴンドワナと西ゴンドワナ大陆の衝突の痕跡が、アフリカ大陆北部から同大陆东部とマダガスカル岛西部を経て大陆南部まで连続しており、约6亿年前に高温で再结晶した片麻岩や変形した花こう岩が広く分布しています。近年、东アフリカの片麻岩地帯からは、大陆衝突とプレート沉み込みに伴ってマントルの深さで玄武岩が再结晶した高圧変成岩(エクロジャイト)が见つかっています。

東北大学大学院理学研究科地学専攻博士課程前期2020年度卒業の森田 敢さんと同東北アジア研究センター(兼務 理学研究科地学専攻)の辻森 樹教授らの国際研究チームは、大陸衝突帯の深部で形成したエクロジャイトが、大陸衝突後に下部地殻に同化していくまでの温度と圧力の変化と時間差(約2,600万年)を明らかにし、東アフリカで得られた時間スケールが様々な時代の大陸衝突を伴う造山帯で共通することとその原因を計算機シミュレーションによって明らかにしました(図1)。プレートテクトニクス(注2)による大陆の离合集散と超大陆の形成は复数回起きており、アジア大陆も大陆衝突を何度も経験した复合大陆です。本研究成果は、地球のダイナミックな変动の时间スケールの解明につながるものです。

本成果は、2022年2月21日Journal of Petrology誌電子版にオープンアクセス論文として早期掲載されました。

図1. 巨大な大陸衝突にともなう大規模な造山運動と、大陸衝突にともなう地殻融合?安定化について示したモデル図。大陸衝突?プレート沈み込みによってマントルの深さまで持ち込まれた玄武岩質の岩石は周囲のマントル(かんらん岩)よりも高密度の高圧変成岩(エクロジャイト「E」)に再結晶するものの、周囲のマントルよりも低密度の花こう岩質の変成岩の浮力によって「G」の深さまで上昇することで下部地殻に同化する。本研究によって「E」から「G」の深さまでの岩石の移動に約2,600万年必要なことが明らかとなった。岩石の温度圧力の変化をしめした温度圧力図と計算機シミュレーションの結果の一部の他、研究地域(タンザニア西端)の場所、研究対象の岩石の露頭写真、薄片写真、年代測定したジルコンの電子顕微鏡写真も示した。

【用语解説】

(注1)超大陆
地球表层のほぼ全ての大陆が1つに集まってできる巨大な大陆。地球の歴史のなかで约20亿年前以降、超大陆の形成と分裂が复数回繰り返されている。ゴンドワナ超大陆は约5亿年前に南半球にあった超大陆で、现在のアフリカ大陆、マダガスカル岛、インド、スリランカ岛、南极大陆、南アメリカ大陆などが集合していた。

(注2)プレートテクトニクス
地球の表面がプレートと呼ばれる何枚かの固い岩板覆われており、各々のプレートの水平移动によって大陆の离合集散やプレートそのものの生产?消费を繰り返してきた地球规模の大きな运动、またはそれを统一的に説明する概念。

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问い合わせ先

东北大学东北アジア研究センター
担当 辻森 树
电话 022-795-3614
贰-尘补颈濒 迟补迟蝉耻办颈虫*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫
(*を蔼に置き换えてください)