地質学的勝利において、科学者たちは地球のマントルに窓を開けます

Jul 18, 2023

大西洋の真ん中にある海底山で、科学者たちは海底から1マイル近く地下を掘削し、前例のない科学的恵みである地球の岩石マントルの破片を引き上げた。

この記録破りの成果は、何十年もの間、地球の大部分を占める神秘的な領域をサンプリングするために地球の地殻を何マイルにもわたって突き破ることを夢見てきた地球科学者たちに衝撃を与えた。 熱によるマントルの撹拌は、地殻内のプレートテクトニクスを促進し、山、火山、地震を引き起こします。

ジョイデス・レゾリューション号と呼ばれる海洋掘削船による今回の新たな遠征は、技術的にはマントルへの掘削ではなく、その穴はこれまでに海底下で掘削された中で最も深いものではない。 その代わりに、研究者らは北大西洋の特別な「地殻の窓」に向かって航行し、そこではドリルが土砂を攻撃するためにそれほど遠くまでトンネルを掘る必要がありません。 ここでは、近くの大西洋中央海嶺で海底がゆっくりと引き裂かれるにつれて、マントルの岩石が地表近くまで押しやられています。

5月1日、彼らはU1601Cとして知られる穴の掘削を開始した。 遠征隊の共同主任科学者であるアンドリュー・マッケイグ氏は、1990年代に樹立されたマントル岩石の掘削記録がわずか10分の1マイルだったため、浅い「ピン刺し」ができると予想していた。 研究者らは、マントルの岩石と水の間の化学反応がどのようにして地球上に生命を誕生させたのかを解明するのに十分なサンプルを回収したいと考えていた。 しかし、海洋掘削は不確実な事業である可能性があり、ドリルが動かなくなったり、回収される長い岩石のコアが部分的なサンプルにすぎない可能性があります。

しかし今回は、ドリルによって暗い岩石のチューブが次々と得られ、その多くは驚くほど完成していました。

「それはどんどん深く、深く、深くなっていきました。 すると、科学パーティの全員が「おい、これが私たちがずっと望んでいたものだ」と言った。 1960 年以来、私たちはマントル岩にこれほど深い穴を開けたいと思っていました」とマッケイグ氏は、暗い岩の別の長いセクションが船上に引き上げられる数分前にジョイデス決議で語った。 6月2日に掘削を中止したとき、チームは海底下4,157フィートもの深さから岩石サンプルを採取していた。

「私たちは何十年にもわたって科学コミュニティに栄養を与えてきた野望を達成しました」とマッケイグ氏は語った。

地上の科学者たちは、地球深部への新たな窓を開き、長年にわたる研究の原動力となる大量のデータを期待して、この遠征を熱心に監視してきた。

カリフォルニア大学サンタクルーズ校の水文地質学者アンドリュー・フィッシャー氏は、「我々は彼らが手に入れたもの、つまり素晴らしい岩石部分に興奮しながら月に到着したところだ」と語った。彼らの進捗状況をリモートで監視しています。

1909 年、アンドリヤ モホロヴィチッチというクロアチアの地震学者が地球内部の境界を発見しました。

モホロヴィチッチ氏は、X線を使って人体の内部を調べるのと同じように、地震によって発生した地震波が地面をどのように伝わるかを監視した。 地表に近づくと、地震波は同じ速度で伝わりましたが、地球上の特定のゾーンを超えると、より速く伝わり、波が 2 つの異なる岩石層を通って移動していたことを示唆しています。

モホと呼ばれるこの不連続部分は、現在では地球の地殻とマントルの間の線として認識されています。 その深さはさまざまですが、マントルは通常、海底から約8マイル、大陸から約20マイルの深さから始まります。

「美しくアイスされたケーキを作るように生地を考えてください。しかし、あなたが求めているのはケーキであって、アイシングではありません」と、このプロジェクトのモニタリングも行っているデラウェア大学の地球科学教授ジェシカ・ウォーレンは言う。リモートで進行します。 「地球全体を理解したいなら、その下には膨大な量の岩石があるはずです。」

地球の内核は自転を遅くしているようだ

マントルはまったく未知の存在というわけではない。 時折、火山の噴火によってその破片が噴き出します。緑色がかった橄欖岩の塊は、玄武岩の中に埋め込まれ、上部マントルを支配する種類の岩石です。 しかし、マントル捕獲岩と呼ばれるこれらのサンプルには限界があります。なぜなら、それらは地表への移動によって噛み砕かれたり、風化したりすることが多いからです。 また、上部マントルの一部が隆起して陸地に貼り付けられた、海洋地殻のシートであるオフィオライトもあります。 しかし、彼らもまた旅によって変わってしまった。