マントルウェッジ

マントルウェッジは、沈み込むプレートの上、上に乗るプレートの下にある三角形のマントル片です。このマントル片は、地震速度画像と地震地図を使用して特定できます。 ^[1] 沈み込む海洋スラブは大量の水を運び、この水が上部のマントルウェッジの融点を下げます。^{[2]マントルウェッジの融解は、ウェッジ内の流れによる減圧にも寄与します。この融解により、地球表面で関連する}火山活動 が発生します。この火山活動は、日本やインドネシアなど世界中で見られます。^[3]

沈み込み帯で生成されるマグマは、揮発分が多い。この水は、沈み込むスラブ内の含水鉱物の分解から生じるほか、海水の浸透によって海洋プレート内の水も生成される。この水は沈み込むスラブからマントルウェッジまで上昇する。この水はウェッジの融点を下げ、関連する島弧火山岩で測定できる溶融包有物を残す。^{[4] [5]}

前弧マントルは、沈み込むスラブがマントルウェッジの冷たい先端と出会う場所から広がり、深さは10～40 kmです。^[1] この地域は、地震波の減衰が低く、地震波速度が高いという特徴があります。この低減衰領域と、島弧火山の前弧側の高減衰領域との間には境界があります。^[6]火山島下のマントルウェッジ領域を画像化するには、P波、S波、地震波減衰画像を連携して使用する必要があります。これらのトモグラフィー画像は、沈み込むスラブ上の低速度、高減衰領域を示しています。これらの火山島領域で最も遅い速度は、Vp = 7.4 km·s ⁻¹とVs = 4 km·s ⁻¹です。^[1]島弧火山活動を伴わないマントルウェッジ領域では、このような低速度は見られません。これはマントルウェッジ内での溶融生成に起因すると考えられます。

マントルウェッジ内の流れは、熱構造、マントル全体の循環、ウェッジ内の溶融に重要な影響を及ぼします。鉱物は異方性があり、ひずみにさらされるとマントル内で整列する能力があります。^{[1]これらの鉱物の整列は、}地震画像を 使用して確認できます。これは、波が鉱物のさまざまな方向をさまざまな速度で伝わるためです。マントルの流れに関連する剪断ひずみにより、輝石とオリビンの粒子の高速方向^{[明確化が必要]}が流れの方向に整列します。これはマントル内の流れに関する最も一般的な理論ですが、反対の理論も存在します (6) ^{[引用が必要]}。マントルウェッジ内の流れは、比較的冷たいウェッジの先端に達するまで地殻と平行であり、その後反転して沈み込むスラブと平行になります。ウェッジの先端は、通常、マントル全体の流れから分離されています。^[6]

研究により、島弧を形成するマグマは、中央海嶺で生成されるマグマよりも酸化度が高いことがわかっています。この相対的な酸化度は、ガラス質火山岩に含まれる流体包有物の鉄の酸化状態によって決まります。この酸化状態はマントルウェッジの水分含有量と相関関係にあることが判明しています。水自体は酸化力が弱いため、酸化剤は沈み込むスラブ内で溶解したイオンとして運ばれる必要があります。^[3]