スラブ窓
パタゴニアスラブウィンドウの断面図。ナスカプレートと南極プレートがチリ海嶺で南アメリカプレートと衝突している。 [ 1 ]

地質学において、スラブウィンドウまたはスラブティアとは、沈み込むスラブ（すなわち、沈み込む海洋プレート）内の応力の局所化により、沈み込む海洋プレートに形成される隙間のことである。スラブウィンドウの形成にはいくつかのメカニズムが関与していると考えられる。中央海嶺が沈み込み帯と接し、海嶺でのプレートの発散と沈み込み帯でのプレートの収束が継続し、海嶺が沈み込むことで形成されることがある。[ 2 ]スラブウィンドウの形成を誘発するもう一つのプロセスは、海洋プレート接合部（すなわち、2つの中央海嶺の交差によって生じるプレート内の既存の弱点）の存在であり、その接合部でスラブ内の応力が集中し、深部でスラブが破壊される可能性がある。[ 3 ]スラブウィンドウの形成により、上部プレートの地殻に硬いリソスフェアマントル成分が欠如し、高温のアセノスフェアマントルに露出する領域が形成される（図については、以下のリンクを参照）。これにより、マントルに異常な熱的、化学的、物理的影響が生じ、既存のテクトニックおよびマグマ活動様式を中断することで、上部プレートを劇的に変化させる可能性がある。[ 2 ]一般的に、スラブウィンドウの可能性を特定するために用いられるデータは、地震トモグラフィー、熱流量研究、および地球化学から得られる。[ 4 ]

効果

スラブウィンドウが発達するにつれ、その地域のマントルはますます高温かつ乾燥する。沈み込み帯でのマグマ生成は一般に、沈み込むスラブの脱水によるマントルウェッジの含水から生じるため、水和の減少によって島弧の火山活動は減少するか、完全に停止する。その後、スラブウィンドウのマグマ活動がこの溶融に取って代わる可能性があり、温度上昇、スラブ上およびスラブ下のマントルの相互作用を引き起こすマントル循環、沈み込んだスラブ端の部分溶融、上部プレートの伸張など、複数のプロセスによって生成される可能性がある。[ 2 ]減少したリソスフェアの体積を補うためにスラブウィンドウを通ってマントルが上方に流れることで、減圧溶融も発生する可能性がある。スラブウィンドウの溶融物は、化学組成が異なるため、沈み込みに伴う石灰アルカリ質マグマと区別される。スラブウィンドウの存在によって引き起こされる温度上昇は、海溝と火山弧の間の領域で異常な高温変成作用を生み出す可能性もあります。[ 5 ]

幾何学

スラブウィンドウの形状は、主に、誘因となる地形（海嶺または海洋プレートの接合部）が沈み込み帯と交差する角度と、沈み込むプレートの傾斜角によって決まります。その他の影響要因としては、発散速度と沈み込み速度、そして特定のシステム内に見られる不均一性などが挙げられます。[ 2 ]

海嶺の沈み込みによって形成されるスラブウィンドウの場合、スラブウィンドウの形状に関して2つのエンドメンバーシナリオがあります。1つは沈み込んだ海嶺が海溝に垂直でV字型のウィンドウが形成される場合であり、もう1つは海嶺が海溝に平行で長方形のウィンドウが形成される場合です。[ 6 ]

例

北米山脈は、よく研究されているプレート境界であり、上にある大陸プレートにスラブウィンドウが及ぼす影響の良い例となっている。新生代以降、ファラロンプレートが沈み込む際に断片化が起こり、スラブウィンドウが開き、それが北米プレートに異常な特徴をもたらした。これらの影響には、明確な前弧火山活動とプレートの伸長が含まれ、盆地と山脈地域の形成に寄与した要因である可能性がある。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]カナダのブリティッシュコロンビア州南西部のペンバートンベルトの火山活動の北方への若返りは、2900万年から680万年前に北米の下で北に移動したスラブウィンドウの縁に関係している可能性がある。[ 8 ]

北アメリカで見られる新生代の化石スラブウィンドウに加えて、太平洋沿岸の他の地域（カリフォルニア、メキシコ、コスタリカ、パタゴニア、南極半島など）でも活発な海嶺沈み込みが見られ、スラブウィンドウを形成している。[ 10 ]

コロンビアのカルダス断裂は、より複雑なメカニズムによって引き起こされたスラブウィンドウの、よく研究されているもう一つの例です。この断裂では、ワダティ・ベニオフ帯に明確なずれが見られます。これは、パナマ弧のインデンターが南アメリカ北西部に衝突した際に形成された、消滅した拡大海嶺（サンドラ海嶺）に沿った応力集中によって引き起こされたと考えられています。[ 11 ]

アラスカ半島のアニアクチャク火山とベニアミノフ火山周辺の地震トモグラフィーにより、海洋プレートの接合部に起因するスラブウィンドウの存在が推定されている。これらの火山の周辺地域は、異常に巨大なカルデラを有し、深さ150kmより深部にはスラブ状の構造が見られない。[ 3 ]太平洋にも他の海洋プレートの接合部が存在し、将来的には海洋プレートの接合部に起因するスラブウィンドウの事例がさらに明らかになる可能性がある。

参照

参考文献

  1. ^ Russo, RM; VanDecar, John C.; Comte, Diana; Mocanu, Victor I.; Gallego, Alejandro; Murdie, Ruth E. (2010). 「チリ海嶺の沈み込み：上部マントルの構造と流動」 . GSA Today : 4–10 . doi : 10.1130/gsatg61a.1 . ISSN  1052-5173 .
  2. ^ a b c d Thorkelson, Derek J., 1996, 「発散プレートの沈み込みとスラブウィンドウ形成の原理」Tectonophysics , v. 255, p. 47-63
  3. ^ a b Sassard, Vincent; Yang, Xiaotao; Liu, Lijun; Elliott, Julie (2025). 「アラスカ半島下における沈み込んだ海洋プレート接合部に沿ったスラブの引き裂き」 . Nature Geoscience . 18 (8): 801– 807. doi : 10.1038/s41561-025-01749-6 . ISSN 1752-0908 . 
  4. ^ van Wijk, JW, Govers, R., Furlong, KP, 2001, カリフォルニア上部マントルの3次元熱モデリング：スラブウィンドウと失速スラブ、地球惑星文字、v. 186、p. 175-186
  5. ^ Groome, Wesley G., Thorkelson, Derek J., 2009, 海嶺沈み込みとスラブウィンドウ移動の3次元熱機械的特徴：Tectonophysics v. 464, p. 70-83
  6. ^ Guillaume, Benjamin et al. 2010, スラブウィンドウ開口部に関連するマントル流動と動的地形：実験モデルからの洞察：Tectonophysics v. 496, p. 83-98
  7. ^ Thorkelson, Derek J., Taylor, Richard P., 1989, Cordilleran slab windows: Geology, v. 17, p. 833-836
  8. ^ a b Madson, JK; Thorkelson, DJ; Friedman, RM; Marshall, DD (2006). 「太平洋盆地における新生代から現世のプレート配置：北米西部における海嶺沈み込みとスラブウィンドウマグマ活動」 . Geosphere . 2 (1): 11– 34. Bibcode : 2006Geosp...2...11M . doi : 10.1130/GES00020.1 .
  9. ^ Zandt, G., Humphreys, E., 2008, 米国西部スラブウィンドウを通るトロイダルマントルフロー：地質学第36巻、p. 295-298、 doi： 10.1130/G24611A.1
  10. ^ McCrory, PA, Wilson, DS, Stanley, RG, 2009年1月20日、「太平洋-ファン・デ・フカ-北米スラブウィンドウシステムの継続的な進化 - 環太平洋地域における海溝-海嶺変換の例」。Tectonophysicsvol. 464, 1-4号, pp. 30-42. doi : 10.1016/j.tecto.2008.01.018。
  11. ^ Vargas, CA; Mann, P. (2013-06-01). 「パナマ弧インデンターと南アメリカ北西部の衝突による沈み込みスラブの剥離と破壊」 .アメリカ地震学会誌. 103 (3): 2025–2046 . doi : 10.1785/ 0120120328 . ISSN 0037-1106 . 
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