プレートテクトニクスと...
TRANSCRIPT
![Page 1: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/1.jpg)
プレートテクトニクスと地球内部ダイナミクス
• 地球内部構造地震観測(地震波速度構造)高温高圧物性実験(固体相転移)
• 温度構造• マントル対流
数値シミュレーション• 地震波トモグラフィー• 地球内部ダイナミクス
![Page 2: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/2.jpg)
地球の層構造
物質的 力学的
![Page 3: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/3.jpg)
Probing Earth using seismic waves
![Page 4: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/4.jpg)
N.P.→Tokyo (N35o)S.P.→Cambera (S35o)
all earthquakesobserved at all stations:plotted as a function of epicentral distance only
地震波(実体波)
![Page 5: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/5.jpg)
地球の内部構造 マントル遷移層(速度・密度の急激な上昇)
660km不連続面
上部マントル
下部マントル
Fe, Ni
地殻
マントル
外核
内核
地震波速度
![Page 6: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/6.jpg)
地球の層構造
?
マントル遷移層
地震
![Page 7: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/7.jpg)
Phase change and mantle transition zone
Phase diagram of H2O
![Page 8: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/8.jpg)
Phase diagram相図
Olivineかんらん石:the most abundant mineral in the mantle
(104bars)
![Page 9: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/9.jpg)
橄欖岩の相変化とマントル遷移層
olivine(α)
[β,γ]-spinel
perovskite
![Page 10: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/10.jpg)
地球内部温度構造相平衡条件による制約MTZ @ 410km
@ 660kmCMB @ 2900kmICB @ 5150km
断熱温度勾配
![Page 11: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/11.jpg)
プレートテクトニクスへの疑問
•陸と海の違いはどの深さまで•沈み込んだ海洋プレートはどうなるか•マントル対流はどのように起きているのか•660km不連続面とは何か
![Page 12: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/12.jpg)
Deep earthquakes (upper mantle)= subducted oceanic plate (slab)
![Page 13: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/13.jpg)
地震波トモグラフィー
CT-scan of the Earth
![Page 14: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/14.jpg)
表面波 (surface wave)Love波
Rayleigh波
![Page 15: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/15.jpg)
Rayleigh wave@ 35 sec
Surface wave tomography
Rayleigh wave@ 90 sec
![Page 16: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/16.jpg)
Old continental root
Rayleigh wave@ 90 sec
Surface wave tomography
![Page 17: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/17.jpg)
不均質の強さの深さ分布
Kustouski et al. (2008)
![Page 18: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/18.jpg)
沈み込んだ海洋プレート(スラブ)のゆくえ 1
下部マントル
slab?
Grand et al. (1997)
![Page 19: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/19.jpg)
slab?
スラブの痕跡
沈み込んだ海洋プレート(スラブ)のゆくえ 1
下部マントル
昔の海溝の復元
![Page 20: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/20.jpg)
Japan Indonesia
沈み込んだ海洋プレートのゆくえ 2(今のスラブ)
![Page 21: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/21.jpg)
olivine
spinel
perovskite
Temperature (K)
Pressure (GPa)
マントルの相図
![Page 22: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/22.jpg)
Destiny of slab 2 (present slab)スタグナント・スラブ
Fukao et al., 2001
![Page 23: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/24.jpg)
マントル対流とプレートテクトニクス
マントルの上と底
![Page 25: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/25.jpg)
ふたつの巨大プルーム源?large low shear velocity provinces (LLSVP)巨大低S波速度帯
![Page 26: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/26.jpg)
ポスト・ペロヴスカイト相の登場
マントルの相図 2
![Page 27: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/27.jpg)
マントル対流とプレートテクトニクス• シート状の下降流(海溝)• 二つの巨大プルーム源から上昇流• プレートの割れ目(海嶺)からの局所的なマグマの上昇
中央海嶺は巨大なマントルスケールの上昇流にあらず
• 沈み込み帯におけるマントルへの海水の流入→島弧火山活動• 超大陸の繰り返し発生• 地球活動のリズム(マントル遷移層+滞留スラブの崩落)• マントル:地球システムの律速過程
![Page 28: プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクスgachon.eri.u-tokyo.ac.jp/~hitosi/Lectures/komaba2017/...プレートテクトニクスと 地球内部ダイナミクス](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041508/5e26b1ae5b3feb2fee53384a/html5/thumbnails/28.jpg)
プレートテクトニクスと地球内部ダイナミクス
参考書
•「進化する地球惑星システム(4章,7章)」東大地球惑星科学専攻(東大出版)
•「地球ダイナミクスとトモグラフィー」川勝均編(朝倉書店)
•「大地の躍動を見る--新しい地震・火山像」山下輝男編(岩波ジュニア新書)
•「生命と地球の歴史」丸山茂徳・磯崎行雄著(岩波新書)