マグマの底層

マグマのアンダープレーティングは、玄武岩質 マグマがモホロビチッチ不連続面または地殻内で地表に上昇する際に閉じ込められることで発生します。^[1]マグマが地殻内に閉じ込められる（または「失速」する）のは、上昇するマグマと周囲の岩石の相対密度が異なるためです。マグマのアンダープレーティングは、マグマが冷えるときに地殻が厚くなる原因となることがあります。^[1] 地球物理学的 地震学的研究（火成岩岩石学および地球化学も同様）では、密度の違いを利用して深部で発生するアンダープレーティングを特定します。^[1]

マグマのアンダープレーティングは、使用される地域に特有ではない複数の技術を使用して特定されています。地球化学により、地質学者は火成岩ユニット間の関連性のレベルを判定できます。南アフリカのカルー州では、大陸縁に沿った大量の流紋岩が、もともと玄武岩の組成を持つ溶融物から生成されました。マントル物質の捕獲岩は、マグマの最終的な発生源に関する情報を伝えることができるだけでなく、深部でのマグマの混合とホストマグマの同化における不均一性を明らかにすることができます。 ^[2] 斑れい岩の 分別により、地質学者は隠れた物質の最小質量を判定できます。カルー州の地形学的研究では、アンダープレーティングとそれに伴う地殻の肥厚に関連する 地域的な隆起^{[1]が特定されています。}

地殻深部の地震学的研究はマグマの基盤の特定に大きく貢献したが、直接観察できるサンプルがなければ、地質学者が異常の原因について合意するのは困難である。インド洋のラカディブ諸島の地震学的研究では、地表から16～24 kmの深さに、高速度の厚い地殻層があることが明らかになった。^{[3]これは、近くの}カッチ地区での断層撮影研究によって裏付けられ、マントルに近い深部に大きな苦鉄質岩体があることがわかった。^[4]重力モデル化によっても、カッチリフトの下部地殻に苦鉄質貫入岩体が見つかった^[5]。

しかし、ノルウェーで行われた局所的に厚くなった地殻の原因を特定するためのトモグラフィー研究では、いくつかの線状構造によって制限された不均一な厚さが発見されました。^{[6]下部地殻の形態は、マグマの下部プレートであるとは決定的に特定されておらず、実際には}カレドニアンの根の残骸である可能性があります。^[6]

大きな火成岩地域に近いことも、マグマのアンダープレーティングを特定するのに役立つ可能性がある。マグマのアンダープレーティングの未固化領域（マグマ溜まり）は、火山にマグマを供給する可能性がある。ラジマハルトラップでは、この地域の地殻の底に10〜15 kmの厚さの火成岩層がある。層の厚さは地域のさまざまな部分で異なり、中央部が最も厚く、マグマが上のラジマハルトラップに供給されている可能性がある。^[7]重力モデルにより、カンベイリフトの深さ25〜31 kmにもアンダープレーティングの存在が確認されている。^[8]

イギリス諸島では、（古第三紀）侵食はマグマのアンダープレーティングと関連している。侵食の波長と振幅は、特定の地域のアンダープレーティングの密度と分布によって決定できることが示されている。イギリス諸島の研究によってもたらされたデータのモデリングは、大量の高速物質がアイリッシュ海の下のモホロビチッチ不連続面の周囲に発生することを示している。^[9]エピロジェニック隆起は長波長の隆起であり、一時的と永続的の2つの別々のカテゴリに分けられる。永続的なエピロジェニック隆起はおそらく主にマグマのアンダープレーティングによって生成され、^[10]一時的な隆起はマントル対流に大きく関与している。^{[9]マグマのアンダープレーティングは、特定の地域で急速なエピロジェニック隆起を引き起こすために重要である。}堆積盆地での砕屑物の堆積の記録により、古第三紀に最大の侵食が起こったと主張されてきた。これらの堆積盆地には、北海盆地やアイルランド南西部のポーキュパイン盆地などがある。また、古第三紀の侵食は主にマグマの堆積によって引き起こされたとも主張されている。 ^[9]

マグマアンダープレーティング現象に関する研究は、世界中のさまざまな地域で行われてきました。北イタリアでは、ストローナ・チェネリ帯とイヴレーア・ヴェルバーノ帯を横断する区間で、マグマアンダープレーティングの影響が研究されました。この研究では、断面を上部地殻、下部地殻、上部マントルの3つの異なるセクションに分割する熱モデリング手法が使用されました。モデルは、時間の経過とともに広がる複数のマグマ貫入を示し、その結果、下部地殻が加熱されて変成作用とアナテクシスが発生し、下部地殻の上部が適度に加熱されることさえありました。^[11]結果はまた、最終的な加熱が浅い地殻レベルでの伸張と同時に始まったのに対し、より深い部分では、伸張が変成作用の熱ピークよりも遅く起こったことを示し^[11]また、約3000万年の間に起こったマグマのアンダープレーティングは、イヴェラ・ヴェルバーノ帯のすべてのテクトノ・変成史を消し去るほど強力だったことも示されています。この情報は、ストローナ・チェネリ帯では保存されています。なぜなら、上部地殻の領域はそれほど影響を受けなかったからです。 ^{[11]北西インドの}カッチ地区でも他の研究が行われています。その地域で発生した隆起は、地殻の下部へのマグマの侵入によるものであると結論付けられました。この隆起は、2つの別々のプロセスによって発生しました。これらのプロセスのうちの1つはマグマのアンダープレーティングによるもので、もう1つはアイソスタシーのみを伴います。研究により、オックスフォード期に海進のピークが発生し、その後に頁岩と砂岩が堆積したことが示されています。下部のユニットは海面の低下を表している可能性があります。マグマのアンダープレーティングに関連する隆起により、海が後退し始めました。^[4]

アンダープレーティングとは、海洋プレートが大陸地殻の下に沈み込んでいる場所で、地殻の底に部分溶融物が蓄積することです。アンダープレーティングは、沈み込むプレートの上にあるマントルウェッジで部分溶融物が生成された結果です。部分溶融は、沈み込むスラブの相転移によって供給される水やその他の揮発性物質の流入によって融点（固相線）が低下することで誘発されます。浮力のある部分溶融物がマントルを通って上昇すると、通常は地殻の底で停止し、そこに溜まります。これは、地殻が通常、アンダープレーティングのマグマよりも密度が低く、これが上昇するマグマが中性浮力のレベルに達するポイントであるためです。

進化する溶融物は、十分に分別され（溶融・同化・貯蔵・均質化（MASH）プロセスを通じて）、残った溶融物の密度が周囲の岩石よりも低くなるまでそこに留まります。その後、溶融物は地殻まで上昇し続け、分別結晶化中に結晶化したより重い苦鉄質鉱物を残します。残った鉱物の集合体は、通常、苦鉄質または超苦鉄質であり、下部プレート物質を示す観測された地震異常の原因です。

• マグマ溜まり – 地球の地殻内の溶融岩石の蓄積
• 洪水玄武岩 – 非常に大量の玄武岩溶岩の噴出
• 火成岩分化、マグマ分化としても知られる – 一部の火成岩の形成における地質学的プロセス