モホロヴィチッチ不連続性
地球の地殻とマントル、地殻の底と最上部の固体マントルの間のモホ不連続面

モホロヴィチッチ不連続面（クロアチア語: [moxorôʋiːtʃitɕ]）[ 1 ]は、 通常モホ不連続面、モホ境界、あるいは単にモホと呼ばれる、地球の地殻とマントルの境界である。これは、地震波が岩石の密度が変化する部分を通過する  際に、その速度が明確に変化することで定義される。[ 2 ]

モホ面はほぼ完全にリソスフェア（地殻を含む地球の硬い外層）内に位置しています。[ 3 ]中央海嶺直下でのみ、リソスフェアとアセノスフェアの境界（マントルが著しく延性を示す深度）が定義されます。モホロビチッチ不連続面は海底下5～10キロメートル（3～6マイル） 、典型的な大陸地殻下20～90キロメートル（10～60マイル）にあり、平均35キロメートル（22マイル）です。

クロアチアの先駆的な地震学者アンドリヤ・モホロヴィチッチにちなんで名付けられたモホ面は、海洋地殻と大陸地殻をその下のマントルから分離しています。モホロヴィチッチ不連続面は、1909年にモホロヴィチッチによって初めて特定されました。彼は、浅発地震の地震記録にP波とS波の2つのセットがあり、1つは地表付近を直線的に伝わり、もう1つは高速媒体によって屈折していることを観察しました。 [ 4 ]

自然と地震学

P波の2つの経路、1つは直進、もう1つはモホ面を横切る際に屈折する経路[ 4 ]
ニューファンドランド、グロス・モーン国立公園にあるオルドビス紀オフィオライト。オルドビス紀のモホ面を形成したこの岩石が地表に露出している。

モホ面は、地球の地殻とリソスフェアマントルの間の組成の遷移を示しています。モホ面のすぐ上では、一次地震波（P波）の速度は玄武岩の速度（6.7～7.2 km/s）と一致し、モホ面の下では、ペリドタイトやダナイトの速度（7.6～8.6 km/s）と同程度です。[ 5 ]この約1 km/sの増加は、波が地球を通過する際に物質に明確な変化が生じたことを示しており、一般的に地殻の下限として受け入れられています。[ 2 ]モホ面は、最大500メートルの遷移層によって特徴付けられます。[ 6 ]古代のモホ面は、世界中の多くのオフィオライトで地上に露出しています。 [ 7 ]

図に示されているように、モホ面は海底下では平均深さ 10 km と比較的安定していますが、大陸地塊の下では 70 km 以上変化することがあります。

1980年代初頭、地質学者たちは、モホ面が必ずしも組成によって定義される地殻マントル境界と一致するとは限らないことに気づき始めました。捕獲岩（火山噴火によって地表に運ばれた下部地殻および上部マントルの岩石）と地震反射データは、大陸クラトンから離れた場所では、地殻とマントルの境界は玄武岩の貫入によって特徴づけられ、その厚さは最大20kmに達する可能性があることを示しました。モホ面は地殻マントル境界よりはるかに下にある場合があり、地震データのみから地殻構造を解釈する際には注意が必要です。[ 8 ]

ゆっくりと広がる海嶺下のマントル岩石の蛇紋岩化は地震波の速度を低下させるため、モホ面の深さを増加させることもできる。[ 9 ] [ 10 ]

歴史

クロアチアの地震学者アンドリヤ・モホロヴィチッチは、モホ面を発見し、定義したとされています。[ 11 ] 1909年、彼はザグレブで発生した地震のデータを調べていたところ、地震の震源から2つの異なるP波とS波が伝播するのを観測しました。[ 12 ]モホロヴィチッチは、地震によって引き起こされる波の速度は、それを運ぶ物質の密度に比例することを理解していました。この情報に基づき、彼は、2つ目の波は地殻の密度の急激な変化によってのみ発生し、それが波の速度の劇的な変化を説明できると理論づけました。地震の速度データを用いて、彼はモホ面の深さを約54kmと算出し、これはその後の地震学的研究によって裏付けられました。[ 13 ]

モホ面は、1世紀以上にわたり、地質学および地球科学の分野で大きな役割を果たしてきました。モホ面の屈折特性とそれがP波の速度に及ぼす影響を観察することで、科学者たちは地球の組成に関する理論を構築することができました。こうした初期の研究が、現代の地震学の礎となりました。[ 13 ]

1960年代初頭、モホール計画は深海地域からモホ面まで掘削する試みでした。[ 14 ]深海掘削の確立という当初の成功の後、この計画は政治的および科学的な反対、不適切な管理、そしてコスト超過 に見舞われ、1966年に中止されました。[ 15 ]

探検

掘削によって不連続面に到達することは、依然として重要な科学的目標である。ソ連の科学者たちは、コラ超深度掘削孔で1970年から1992年までこの目標を追求した。彼らは、当時世界最深の穴であった水深12,260メートル（40,220フィート）に到達したが、その後プロジェクトは中止された。[ 16 ]ある提案では、岩石を溶融する放射性核種を動力源とし、重いタングステンの針を備えたカプセルをモホ不連続面まで自力で進め、その付近の地球内部や上部マントルを探査することが検討されている。[ 17 ]日本のプロジェクト「ちきゅう発見」も、統合国際深海掘削計画（IODP）のために建造された掘削船「ちきゅう」でこの周辺地域の探査を目指している。

計画では、掘削船ジョイデス・レゾリューション号が2015年後半にスリランカのコロンボを出航し、南西インド洋の南西インド洋海嶺にある有望な場所であるアトランティスバンクに向かい、約1.5キロメートルの深さまで最初の掘削孔を掘削しようとしていた。[ 18 ] この試みは1.3キロメートルにも達しなかったが、研究者たちは後日さらに調査を進めたいと考えている。[ 19 ]

参照

注記

  1. ^マックス・マンゴールド (2005). Aussprachewörterbuch (ドイツ語) (第 6 版)。マンハイム：デューデンフェルラーク。 p. 559.ISBN​ 9783411040667。
  2. ^ a b Rudnick, RL; Gao, S. (2003)、「3.01 – 大陸地殻の構成」、Holland, Heinrich D.; Turekian, Karl K. (eds.), Treatise on Geochemistry , vol. 3, Pergamon, p. 659, Bibcode : 2003TrGeo...3....1R , doi : 10.1016/b0-08-043751-6/03016-4 , ISBN 978-0-08-043751-4、 2019年11月21日閲覧
  3. ^ジェームズ・スチュワート・モンロー、リード・ウィカンダー（2008年）『変わりゆく地球：地質学と進化の探究』（第5版）Cengage Learning. p. 216. ISBN 978-0-495-55480-6。
  4. ^ a bアンドリュー・マクレイシュ (1992).地質科学（第2版）.トーマス・ネルソン＆サンズ. p. 122. ISBN 978-0-17-448221-5。
  5. ^ RB カスカート & MM チルコヴィッチ (2006)。ヴィオレル・バデスク。リチャード・ブルック・カスカート& ロエロフ・D・シューリング (編)。マクロエンジニアリング: 未来への挑戦。スプリンガー。 p. 169.ISBN​ 978-1-4020-3739-9。
  6. ^ Mckenzie, DP (2013-03-25). Hart, Pembroke J. (編).地球物理学モノグラフシリーズ. ワシントンD.C.: アメリカ地球物理学連合. pp.  660– 664. doi : 10.1029/gm013p0660 . ISBN 978-1-118-66897-9。
  7. ^是永 淳; ケレメン, ピーター B. (1997-12-10). 「オマーンオフィオライトのモホ遷移帯における斑れい岩床の起源：海洋下部地殻におけるマグマ輸送への示唆」. Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 102 (B12): 27729– 27749. Bibcode : 1997JGR...10227729K . doi : 10.1029/97JB02604 .
  8. ^ O'Reilly, Suzanne Y.; Griffin, WL (2013年12月). 「モホ面 vs 地殻–マントル境界：概念の進化」. Tectonophysics . 609 : 535– 546. Bibcode : 2013Tectp.609..535O . doi : 10.1016/j.tecto.2012.12.031 .
  9. ^ Minshull, TA; Muller, MR; Robinson, CJ; White, RS; Bickle, MJ (1998). 「海洋モホ面は蛇紋岩化フロントか？」地質学会, ロンドン, Special Publications . 148 (1): 71– 80. Bibcode : 1998GSLSP.148...71M . doi : 10.1144/GSL.SP.1998.148.01.05 . S2CID 128410328 . 
  10. ^メヴェル、カトリーヌ (2003 年 9 月)。「中央海嶺における深海かんらん岩の蛇紋岩化」。レンダス地球科学をコンテスします。335 ( 10–11 ): 825– 852。Bibcode : 2003CRGeo.335..825M。土井：10.1016/j.crte.2003.08.006。
  11. ^ Braile, LW; Chiangl, CS (1986), Barazangi, Muawia; Brown, Larry (編), 「大陸モホロヴィチッチ不連続性：近垂直および広角地震反射研究の結果」、Geodynamics Series、vol. 13、American Geophysical Union、pp.  257– 272、doi : 10.1029/gd013p0257、ISBN 978-0-87590-513-6{{citation}}: CS1 maint: ISBNによる作業パラメータ（リンク）
  12. ^モホロヴィチッチ、A. (1910)。 「Potres od 8.x.1909; Das Beben vom 8.x.1909」[1909 年 10 月 8 日の地震]。Godisnje Izvjesce Zagrebackog Meteoroloskog Opservatorija za godinu 1909 - Jahrbuch des Meteorologischen Observatoriums in Zagreb für das Jahr 1909 [1909 年のザグレブ気象台年鑑] (クロアチア語とドイツ語)。9 (4): 1-63。
  13. ^ a bプロデール、クラウス、ムーニー、ウォルター・D. (2012).地殻探査 ― 制御震源地震学の歴史と成果. doi : 10.1130/mem208 . ISBN 9780813712086。
  14. ^ウィンターラー、エドワード・L. (2000). 「科学的海洋掘削：AMSOCからCOMPOSTまで」 .海洋探査の50年：国立科学財団 1950–2000 . ワシントンD.C.：全米科学アカデミー出版局（米国）.
  15. ^ Mohole、LOCO、CORE、JOIDES：簡単な年表、 Betty Shor、The Scripps Institution of Oceanography、1978年8月、7ページ。アクセス日：2019年6月25日。
  16. ^ 「ソ連はいかにして世界最深の穴を掘ったか」 Wired誌、2008年8月25日。 2008年8月26日閲覧。
  17. ^ Ozhovan, M.; F. Gibb; P. Poluektov & E. Emets (2005年8月). 「自沈型カプセルによる地球内部層の探査」. Atomic Energy . 99 (2): 556– 562. doi : 10.1007/s10512-005-0246-y . S2CID 918850 . 
  18. ^ Witze, Alexandra (2015年12月). 「地球のマントル掘削探査が再開」 . Nature News . 528 (7580): 16–17 . Bibcode : 2015Natur.528...16W . doi : 10.1038/528016a . PMID 26632566 . 
  19. ^ Kavanagh, Lucas (2016年1月27日). 「360回目の航海を振り返る」 . JOIDES Resolution .オリジナルから2016年7月9日にアーカイブ。 2016年9月21日閲覧。目標の1300メートルには到達できませんでしたが、硬岩に掘削したシングルレッグ掘削としては史上最深の789メートルを掘削しました。これは現在、硬質海洋地殻に掘削された掘削深度の中で5番目に深い掘削です。また、国際海洋探査計画（IODP）とその前身となる探査機によって回収された硬岩片の中で、最長（2.85メートル）かつ最幅（18センチメートル）の岩石片も発見しました！[...] 近い将来、この場所に戻りたいと強く願っています。

参考文献

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