アルプスの岩石が地球内部のプレート運動のダイナミクスを明らかにする(Alpine rock reveals dynamics of plate movements in Earth’s interior)

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2023-10-27 ゲーテ大学

◆地球科学者は山岳帯の岩を分析して、それらの岩が過去に深部に沈み、その後表面に戻る過程を調査し、これによりプレートテクトニクスと山脈形成のメカニズムを理解しようとしています。
◆特定の岩石は、地球の内部でプレートと一緒に深く沈み、高い圧力の影響で異なる形態に変化します(超高圧)UHP変成。その後、これらのUHP岩が再び地表に現れ、山岳地域で見つかります。これらの岩の鉱物組成は、地下で受けた圧力に関する情報を提供します。
◆新研究によれば、これまでの仮説ではUHP岩が120キロメートルの深さに埋没し、ゆっくりと表面に戻るとされていましたが、急速な減圧が起こる可能性を示唆し、岩石が深部から表面に戻る過程が従来考えられていたよりも異なる可能性があることを示唆しています。
◆研究では、特定の岩石の組成変化を調査し、急速な圧力低下が地質学的なストレスを引き起こすことを明らかにし、UHP岩が比較的短い時間内に急速に深部から表面に戻る可能性があると指摘しています。

<関連情報>

ガーネットの微細構造から超高圧変成岩の超高速減圧が示唆される Garnet microstructures suggest ultra-fast decompression of ultrahigh-pressure rocks

Cindy Luisier,Lucie Tajčmanová,Philippe Yamato & Thibault Duretz
Nature Communications  Published:27 September 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-023-41310-w

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Abstract

Plate tectonics is a key driver of many natural phenomena occurring on Earth, such as mountain building, climate evolution and natural disasters. How plate tectonics has evolved through time is still one of the fundamental questions in Earth sciences. Natural microstructures observed in exhumed ultrahigh-pressure rocks formed during continental collision provide crucial insights into tectonic processes in the Earth’s interior. Here, we show that radial cracks around SiO2 inclusions in ultrahigh-pressure garnets are caused by ultrafast decompression. Decompression rates of at least 8 GPa/Myr are inferred independently of current petrochronological estimates by using thermo-mechanical numerical modeling. Our results question the traditional interpretation of fast and significant vertical displacement of ultrahigh-pressure tectonic units during exhumation. Instead, we propose that such substantial decompression rates are related to abrupt changes in the stress state of the lithosphere independently of the spatial displacement.

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1702地球物理及び地球化学
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