科学者たちは、太陽の影響が地球の深部まで浸透していることを発見しました。結果は何ですか?

科学者たちは長年、火山の噴火やプレートの衝突などの地球内部の変化は主に地表環境に影響を与えると信じていた。

約6,600万年前の大量絶滅や温室気候と氷河気候の間の移行などの出来事は、主にこれらの地球深部のプロセスによって引き起こされたと考えられていました。

しかし、ネイチャー・コミュニケーションズ誌に掲載された新しい研究では、太陽放射が地球の深部内部にも影響を与える可能性があるという驚くべき側面を明らかにした。

太陽放射は緯度に応じて変化し、海面温度の勾配を生み出し、海洋生物の分布に影響を与えます。これらの炭素が豊富な生物は、海洋プレートの沈み込みを通じて地球内部に運ばれます。中国科学院地質地球物理研究所の研究者らは、このプロセスがアークマグマの酸化還元状態に大きな影響を与えることを発見した。

アークマグマの「酸化還元」状態とは、火山アークで形成されたマグマにおける還元状態（酸素の喪失または電子の獲得）と酸化状態（酸素の獲得または電子の喪失）の間のバランスを指します。

酸化還元状態の地球規模の変動を明らかにするために、何千ものマグマサンプルが収集されています。これは、再生可能エネルギー技術の重要な要素である銅、錫、リチウムなどの金属鉱物を見つけるのに不可欠です。これらのサンプルは、地表の気候と地球深部のプロセスとの間の相互作用についての顕著な洞察を提供しました。

アークマグマ中のバナジウムとスカンジウムのレベルは、地球化学モデルの重要な指標として使用されてきました。新生代の弧状マグマとカンラン石を主とする溶融包有物に関する地球化学データを地球規模で収集することにより、研究者らは弧状マグマの緯度依存性の酸化還元分布を発見し、高緯度に比べて低緯度では酸化されたマグマが少ないことを発見した。

「これまでの研究では主に、北半球のと熱帯地帯のなど、同じ経度地域のサンプルを比較していましたが、大きな違いは見つかりませんでした。しかし、異なる緯度から採取したサンプルはさまざまな酸化還元反応を示し、それが私たちの好奇心を呼び起こしました。これらの違いを説明しようとした結果、この予期せぬパターンを発見することができました」と地質学者であり、この研究の共著者であるワン・ボー氏は述べています。

「この予期せぬパターンは、地表の気候が地球深部に直接的な影響を与えていることを示唆しています。また、地球の表面の環境と気候が地球の深部に重大な影響を与えていることも示唆しています」とWAN氏は述べた。

海底の研究では、低緯度では炭素の堆積が小さいことを示すさらなる証拠が得られました。この炭素は硫黄と相互作用して硫化物を形成し、その後マントルに輸送され、観察される酸化還元パターンに寄与します。

「観察されたパターンは、地表環境と地球深部の酸化還元状態との間に強いつながりがあることを示唆しており、異なる緯度における沈み込みシステムの特徴と環境への影響を探る新たな方向性を開くものです」と、この研究の責任著者である胡芳陽氏は述べた。 。

この結果は説得力のあるものですが、研究者らは、地球規模での海洋堆積物と沈み込みに関するより広範なデータの必要性を認識しています。この研究は科学的探求に新たな道を開きます。

ニュース参照:

Fangyang Hu et al、アークマグマにおける緯度依存の酸素フガシティ、Nature Communications (2024)。