電磁気トモグラフィー法による3次元全地球マントル構造モニタリング

使用电磁层析成像方法进行 3D 全球地幔结构监测

基本信息

批准号：
16740260
负责人：
小山崇夫
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo (2005-2006)Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

地球マントル遷移層の電気伝導度構造について、地域ごとの比較をおこなった。以前太平洋下の電気伝導度構造を、陸上での地磁気観測および海底ケーブル電位差データを用いて、解析をおこなった。その結果として、マリアナ下に沈みこんだスラブと考えられる低伝導層の上方に、そこから脱水した影響と思われる高伝導体が見つかった。これを含水率に換算すると、0.3wt.%程度と見積もられた(Koyama et al.,2006)。一方、同様にヨーロッパの地磁気観測データを用いて、電気伝導度構造を求めたところ、同様に沈み込んだスラブと思われる低伝導体が見つかったものの、その上側に高伝導体は見つからなかった。なお、他の研究から上部マントルには水が含まれていることが示唆されており、総合して考えると、マリアナの場合と同様、沈み込んだスラブから脱水はされたが、それが、マリアナのそれよりも浅部で行われたことになる。このマリアナとヨーロッパ下での脱水様式の違いは、沈み込むプレートの温度に起因すると考察した。マリアナ下のスラブは、プレート年代の古い太平洋プレートは低温のため、水を保持しやすく、遷移層まで水を運んだが、一方のアフリカプレートは高温のため、水を深部まで保持できず、上部マントルで脱水をおこした。そのために、電気伝導度構造として違いがみえたと思われる。このようにマントル遷移層の構造やマントルダイナミクスへの考察において、電気伝導度探査が非常に有効であることを示すことができた。

我们按区域比较了地幔过渡层的电导率结构。此前，我们利用陆地地磁观测和海底电缆电位差数据分析了太平洋海底的电导率结构。结果，在低电导率层上方发现了高电导率，被认为是脱水的结果，低电导率层被认为是沉入马里亚纳河下方的板块。当将其换算成水含量时，估计约为 0.3wt.%（Koyama 等，2006）。另一方面，当他们同样使用来自欧洲的地磁观测数据来确定导电结构时，他们发现了一种类似的低导体材料，似乎是俯冲板片，但在其上方没有发现高导体材料。其他研究表明，上地幔含有水，综合起来看，水似乎是从俯冲板块中脱水的，就像马里亚纳的情况一样，这意味着它是在比马里亚纳的情况更浅的深度进行的。我们认为马里亚纳和欧洲脱水方式的差异是由于俯冲板块的温度造成的。马里亚纳板块下方的板片位于上地幔，其中较老的太平洋板块温度较低，因此能够容易地保留水分并将水输送至过渡层，而非洲板块则温度较高，无法在深层保留水分。造成脱水。因此，认为在导电性结构中发现了差异。通过这种方式，我们能够证明电导率勘探在考虑地幔过渡层结构和地幔动力学方面非常有效。