地球のマントルから発見された最も長い岩石

国際的な科学者チームが初めて、地球のマントルに起源を持つ長い岩石の断片を回収した。地殻のすぐ下にあるこの層は地球内部の最も大きな部分を占めており、この層を理解することで、地球のより爆発的な特徴のいくつかについて多くのことがわかる。このほぼ連続した 4,160 フィート (1,268 メートル) のマントル岩石は、8 月 8 日にScience誌に掲載された研究で説明されている。回収された岩石は、チームが当初予想していたよりも広範囲にわたる融解の歴史を明らかにしている。

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岩石は、大西洋中央海嶺に沿って地球のマントルの岩石が露出した海底部分であるテクトニック・ウィンドウから回収された。大西洋の海底に沿ったこの海嶺は、北極からアフリカ南端まで 10,000 マイルにわたって伸びており、地球最長の山脈の一部である。NOAA によると、このような中央海嶺は、プレートが広がるにつれて新しい海底が形成されるタイプのプレート境界に沿って発生するため、地質学的に重要である。

コアは2023年春、海洋掘削船ジョイデス・レゾリューション号に搭載された第399次遠征「生命の構成要素、アトランティス山塊」中に発見された。チームによると、この岩石は地球上の生命の起源におけるマントルの役割、マントルの一部が溶けたときに火山活動がどのように発生するか、そしてそれが水素や炭素などの重要な元素の地球規模の循環をどのように促進するかについての謎を解明するのに役立つと期待されている。

このチームは国際海洋探索計画が主導しました。20 か国以上が参加するこの国際海洋研究コンソーシアムは、堆積物コアを採取します。海底から採取した岩石、砂、その他の堆積物の円筒形のサンプルは、地球の歴史のタイムラインのようなものです。コアを掘削して以来、探検チームはマントル岩石の目録を作成し、その組成、構造、状況をより深く理解してきました。

「昨年、岩石を回収したとき、それは地球科学史上大きな成果でした。しかし、それ以上に、その価値は、マントル岩石の核が地球の構成と進化について教えてくれる点にあります」と、研究の共著者でウェールズのカーディフ大学の地質学者、ヨハン・リッセンバーグ氏は声明で述べた。「私たちの研究は、回収された岩石の鉱物学と化学組成を記録することで、マントルの構成を調べることから始まります。」

リッセンバーグ氏によると、結果は予想とはかなり違っていた。岩石中の輝石鉱物は少なく、マグネシウムの濃度が高かった。これらはいずれも、チームが予想していたよりも融解量が多かったことによるものだ。この融解は、マントルが地球の深部から地表に向かって上昇するにつれて起こった。このプロセスのさらなる分析結果は、マグマがどのように形成され、火山活動につながるかを理解するための意味を持つ可能性がある。

「また、マントルを通して溶融物が運ばれる経路も発見したので、マグマが形成されて地表まで上昇した後の運命を追跡することができます」とリッセンバーグ氏は言う。「これは、マントルがどのように溶融して火山、特に地球上の火山活動の大部分を占める海底の火山に供給されているかを教えてくれる重要なものです。これらのマントル岩石にアクセスできれば、火山とマグマの最終的な発生源との関連を明らかにすることができます。」

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さらに、この初期のコア研究では、マントル岩石に豊富に含まれるオリビンと呼ばれる鉱物が塩分を多く含む海水とどのように反応するかについての初期結果も得られています。このプロセスは、生命のエネルギー源となる水素やその他の分子を生成する一連の化学反応を引き起こします。科学者たちは、これが地球上の生命を刺激した重要なプロセスの一つであった可能性があると考えています。

「初期の地球に存在した岩石は、今日の大陸を構成する一般的な岩石よりも、今回の探検で回収した岩石によく似ています」と、研究の共著者でウッズホール海洋研究所の地質学者スーザン・Q・ラング氏は声明で述べた。「それらを分析することで、地球の歴史の初期に存在していた化学的および物理的環境について重要な見解が得られます。その環境は、地質学的に長い期間にわたって、最も初期の生命体を宿すのに安定した燃料源と好条件を提供していた可能性があります。」