熱力学と触媒のジャーナル
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概要

キンバーライトと隕石の横断面に沿ったシベリアクラトンマントルの内部構造の熱力学的・地球物理学的モデリング

クスコフ OL、クロンロッド VA、パブレンコワ NI

熱力学地球物理学的アプローチを用いて、ロシアで平和的核爆発によって実施された超長大横断地震探査プロファイル、キンバーライトおよびメテオライトに沿って、シベリアのクラトンマントルの2次元内部構造をマッピングした。キンバーライトプロファイルでは西から東にかけて系統的に温度が低下し、メテオライトプロファイルでは北西から南東にかけて緩やかに低下している。クラトンマントルは、地震速度、温度、密度、地震境界の地形、最大約200 kmの深さでの層化の程度の分布に著しい不均一性を示し、両方の地震プロファイルに沿った熱状態が多少異なることを反映している。クラトン中心部の温度は周辺部よりもいくらか低く、周囲のマントルの平均温度よりも300～400°C低い。枯渇した物質から肥沃な物質への組成の変化は、地震速度にほとんど影響を与えないことを明らかにしており、これは地震学的手法では実質的に解明されていないが、クラトンの根の密度増加の最も重要な要因であることに変わりはない。マントルの密度分布は、玄武岩成分が枯渇しているか豊富であるかを問わず、単一の組成に起因するものではない。この発見は、深度とともに顕著な肥沃化が起こっていることを示唆しており、クラトンの根の化学的な成層と一致する。熱境界層（TBL、伝導性蓋 + 遷移層）の厚さは、キンバーライトおよびメテオライトのプロファイルに沿って 300 ± 30 km の厚さと推定できる。TBL の基部では、温度は 1450 ± 100°C の等温線に近く、計算された密度は PREM モデルの密度に対応する。