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低速度帯( LVZ) は、上部マントルのリソスフェアとアセノスフェアの境界付近に発生します。周囲の深度間隔と比較して、地震のせん断波速度が異常に低いのが特徴です。この深度範囲は、異常に高い電気伝導率にも対応しています。約 80 km から 300 km の深さに存在します。これは S 波では普遍的に存在するように見えますが、P 波では特定の領域に存在しない場合があります。[2] 2 番目の低速度帯 (一般に LVZ ではなくULVZと呼ばれます) は、コアとマントルの境界の約 50 km の薄い層で検出されています。[3]これらの LVZ は、プレートテクトニクスと地球の地殻の起源に重要な意味を持つ可能性があります。[2] [3] [4]
LVZは、かなりの程度の部分溶融の存在を示していると解釈されているが、熱境界層と、固体状態のマントル成分の弾性波速度に対する圧力と温度の影響の自然な結果であるとも解釈されている。[2]いずれにせよ、これらの効果を生み出すには、非常に限られた量の溶融物（約1％）が必要である。この層の水は融点を下げる可能性があり、その組成に重要な役割を果たしている可能性がある。[4] [5]
識別
低速度帯の存在は、1959年にベノ・グーテンベルクが地震の地震波到達が予想より遅いことを観測したことから初めて提唱された。[6]彼は、震源から1°から15°の間で縦方向の到達振幅が指数関数的に減少し、その後突然大幅に増加することを指摘した。地震エネルギーを分散させる低速度層と、それに続くそれを集中させる高速度勾配の存在が、これらの観測結果を説明している。[7]
特徴
LVZでは速度が約3～6%低下し、その効果はP波よりもS波でより顕著である。[9]図から明らかなように、速度の低下と低下が起こる深さは構造区の選択によって異なり、つまり、地域によって地震特性が異なる。速度の低下に続いて、この帯の底部では速度の増加が見られるが、この遷移が急激か緩やかかは判断できていない。中央海嶺から離れた大陸リソスフェアと海洋リソスフェアの下に見られるこの下界は、レーマン不連続面と呼ばれることもあり、深さ約220±30 kmで発生する。この区間では、地震波品質係数Q（比較的高い程度の地震減衰を表す）の低下と、比較的高い電気伝導率も見られる。
LVZ は、速度異常が明らかでない厚い大陸シールドの領域を除いて、リソスフェアの底部に存在します。
解釈
これらの観察の解釈は、地震異方性の影響によって複雑化しており、速度異常の実際の規模は大幅に縮小される可能性がある。[7]しかし、LVZ の Q と電気抵抗率の減少により、LVZ は一般に、わずかな部分溶融の領域として解釈される。LVZ が観測される深度でこれが起こるには、ケイ酸塩鉱物の融点を下げるために少量の水および/または二酸化炭素が存在する必要がある。わずか 0.05～0.1 % の水で、観測された物理的特性の変化を生み出すのに必要な 1 % の溶融を引き起こすのに十分である。大陸シールドの下に LVZ がないのは、地温勾配がはるかに低く、部分溶融がまったく起こらないためであると説明される。[10]
参照
参考文献
- ^ GR Helffrich & BJ Wood (2002). 「地球のマントル」(PDF) . Nature . 412 (8月2日). Macmillan Magazines: 501–507. doi :10.1038/35087500. PMID 11484043. S2CID 4304379.
- ^ abc L Stixrude & C Lithgow-Bertolloni (2005). 「海洋上部マントルの鉱物学と弾性：低速度帯の起源」. Journal of Geophysical Research . 110 : B03204. Bibcode :2005JGRB..11003204S. doi : 10.1029/2004JB002965 . hdl : 2027.42/94924 .
- ^ ab EJ Garnero、MS Thorne、A McNamara、S Rost (2007)。「第 6 章: コアマントル境界とスーパープルームにおける微細スケールの超低速度ゾーンの層状化」。David A Yuen、Shigenori Maruyama (編)。スーパープルーム: プレートテクトニクスを超えて。Springer。p. 139。ISBN
978-1-4020-5749-6。
{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ ab Philip Kearey、Keith A. Klepeis、Frederick J. Vine (2009)。グローバルテクトニクス（第3版）。Wiley -Blackwell。p . 32。ISBN 978-1-4051-0777-8。
- ^ 金星 にプレートテクトニクスが存在しないのは、地殻と上部マントルに水が存在しないからだと仮説が立てられている。冷却は主にマントルプルームを通じて起こる。Gillian R. Foulger (2005) を参照。プレート、プルーム、パラダイム; 特別論文第 388 巻。アメリカ地質学会。p. 857。ISBN 0-8137-2388-4。
- ^ グーテンベルク、B. (1959).地球内部の物理学. ニューヨーク:アカデミック・プレス. pp. 240. ISBN 0-12-310650-8。
- ^ ab Anderson, DL (1989). 「3. 地殻と上部マントル」. 地球の理論(PDF) . ボストン: Blackwell Scientific Publications . ISBN 0-521-84959-4. 2010年6月23日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2010年2月20日閲覧。
- ^図は Don L Anderson (2007) を参考にしています。New theory of the earth (2nd ed.)。ケンブリッジ大学出版局。p. 102、図8.6。ISBN 978-0-521-84959-3。; 元の図はGrand & Helmberger (1984)によるものです
- ^ ブラウン、GC; マセットAE (1981)。アクセスできない地球。テイラー＆フランシス。p. 235。ISBN 978-0-04-550028-4. 2010年2月20日閲覧。
- ^ コンディー、KC (1997)。プレートテクトニクスと地殻の進化。バターワース・ハイネマン。p. 282。ISBN 978-0-7506-3386-4. 2010年2月20日閲覧。