海洋プレートが大陸プレートに沈み込んだら，海はどうなるんですか？

海洋プレートが大陸プレートに沈み込むとき，海の水はいっしょに沈み込まないんでしょうか？
大量に沈み込み，海の水が大量にマントルに入り込み，海水が少なくなるなんてことはないのでしょうか。

マントル上部は固いため，プレートは沈み込めても，海水が入っていく余地がないんでしょうか？？

No.4 ベストアンサー 回答者： hornblende_basalt 回答日時： 2015/10/09 10:32

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

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。

お礼日時：2015/10/09 20:11

No.3 回答者： kuma-gorou 回答日時： 2015/10/08 07:06

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。

この回答へのお礼

モホ面の下側に海水が入らないのかとも思ったのですが，よく考えるとそこに隙間はないですね。

どうもありがとうございました。

お礼日時：2015/10/08 09:37

No.2 回答者： みっさん 回答日時： 2015/10/07 23:07

太古の昔何千年もかけて、日本がアジア大陸から離れた。

インド大陸がオーストラリアから離れ、アジア大陸に合体。
減っても増えても、海水の量は微々たるものです。
陸の面積と、海の面積を比較して見て下さい
海水が大陸の下に潜り込んでも、どこかの割れ目等でいつの間にか無くなる。

この回答へのお礼

確かに面積を比較すると微々たるものですね。
ただ海洋プレートが沈み混んでいる間、ずっと海水がマントルに入り込んだとしたら、かなりの量になるような気がしたものですから。

どうもありがとうございました。

お礼日時：2015/10/08 00:24

No.1 回答者： manno1966 回答日時： 2015/10/07 22:41

> 大量に沈み込み

相対的には少量となります。

> 海水が入っていく余地がないんでしょうか？？
少しは入ります。

その後、地熱等により、水蒸気となって上昇していきます。

火山等の地下にあるマグマは、海水等がプレートに巻き込まれて入っていった水分を成因としていると実験結果等を元に推測されています。

この回答へのお礼

マグマは岩石がドロドロに溶けたものとばかり思っていましたが、海水の水分んを利用していたんですね。

どうもありがとうございました。

お礼日時：2015/10/08 00:30