No.4ベストアンサー
- 回答日時:
海洋プレートは,上から海底の堆積物,海洋地殻,最上部マントルで構成されています.
海底の堆積物とは例えば砂や泥,あるいは火山灰などで,海洋地殻(玄武岩質)や最上部マントル(かんらん岩)よりも粒子間の隙間が大きいです.
したがって,海水は主に堆積物中に液体として保持されたまま,沈み込んでいくようです.
ところが,沈み込んだ後はだんだんと圧力が高くなっていくため,堆積物の粒子間隙は潰されていきます.すると,海水(液体状態)は隙間にいられなくなり,大陸地殻下の上部マントル(くさび形の形状をしているため「マントルウェッジ」と呼ばれます)へ放出されます.
ここから先はいくつかの見解があるようですが,例えば,
上部マントルはかんらん岩で構成されていますので,マントルウェッジへ放出された海水は海洋プレートと接している付近のかんらん岩と反応して蛇紋岩を作り(この時,水は水酸基(-OH)の形で鉱物の結晶構造に組み込まれます),その蛇紋岩を海洋プレートがさらに地下深部へと引きずり込んでいき,蛇紋岩が不安定になる温度・圧力条件に達したときに,蛇紋岩が分解して別な粘土鉱物となり,さらにその粘土鉱物も不安定な深度まで引きずり込まれたとき,結晶構造中のOH基を放出→再び液体の水が大量に生まれ,マントルウェッジに大量の水が供給される.最後の水の放出によりマントルが大量に部分溶融するため(水が加わるとかんらん岩の融点が下がる),この直上に火山フロントが形成される,というモデルがあるそうです.
ただし,海洋地殻を構成する玄武岩中の含水鉱物(結晶構造中にOH基を含んでいる)が不安定となり搾り出された水もマントルウェッジへ付加されますので,全てが海水由来というわけではありませんが.
その他にも,白雲母(含水鉱物)となって地下深部へと運ばれていく,などというモデルもあるようですが,いずれにせよ直接見ることができないため,推定の段階のようです.
Be同位体やBa/Th比などで,海洋底堆積物の火山活動への影響を評価しようとする研究が,日本では特に伊豆・小笠原弧で盛んなようです.
なお,これらの水は火山活動により地表に放出される(火山ガスの主成分は水蒸気)ため,地下と地表の水収支は釣り合っている…みたいですが,果たして何万,何十万,何百万年くらいのスケールで循環しているのかは分かりません.
この回答へのお礼
お礼日時:2015/10/09 20:11
詳しいご説明,どうもありがとうございました。
恥ずかしながら,「マントルウェッジ」という語句自体知らなかったので,早速調べてみました。
驚くほどヒットして,びっくりしています。
ご説明していただいたことを基に,ほかのページにも目を通そうと思います。
No.3
- 回答日時:
そりゃ、プレートの境界面でなくても、割れ目があれば海水は吸い込まれるよ。
でも、油と水で考えてみよう。油って水に浮くよね。
次に、水とマントルだとどうだろう。全然、比重が違うからマントルに水が混ざる事はないんだね。
だから、ブレートの隙間には、一杯海水が詰まっていても、それ以上は吸い込めないから、海水が無くなる事など、有り得ないってわけ。
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