大西洋は、マントル深部での物質の湧昇によってプレートが押し広げられているため、毎年 4 cm ずつ広がっています。
NASA地球観測衛星によるこの海底地形図に描かれた大西洋中央海嶺（濃いオレンジ色）。写真： NASA
アメリカ大陸を支えるプレートは、ヨーロッパとアフリカの下から分離しつつあります。しかし、大西洋には太平洋のような高密度の沈み込みプレートが存在しないため、これがどのように、そしてなぜ起こっているのかは、科学者にとって依然として謎のままです。2021年にネイチャー誌に掲載された研究によると、大西洋の拡大の鍵は、大西洋の中央にある巨大な海底山脈の下にあると考えられています。
大西洋中央海嶺（MAR）と呼ばれる一連の海底山脈は、北米プレートとユーラシアプレート、そして南米プレートとアフリカプレートを隔てています。研究チームは、地球深部の物質がMARを通って地表に上昇し、海嶺の両側のプレートを押し広げていることを発見しました。
地球の核は、厚さ2,896キロメートルの、主に固体のマントルに囲まれています。地殻はプレートに分かれており、パズルのように組み合わさっています。プレートは互いに動き合ったり、離れたりするなど、様々な形で相互作用しています。プレートが離れる際に生じる海底拡大は、地球深部からマグマを地表に運ぶ一つの方法です。もう一つの方法は、高温で軟らかい岩石がマントルから上昇し、対流によって地表に向かって押し上げられることです。
MARのようなプレート境界の下に押し上げられる物質は通常、地殻の真下4.8キロメートル、地表に非常に近いマントルから発生します。核に最も近い下部マントルの物質は、MARでは検出されていません。しかし、2021年の研究では、MARが対流のホットスポットであることが判明しました。研究者たちは、1,000平方キロメートルの範囲で地震活動を測定しました。2016年には39個の地震計を海中に設置し、1年間そこに設置して世界中の地震に関するデータを収集しました。
地球の核にある物質に反射する地震波は、MARの下のマントルで何が起こっているのかを科学者に洞察を与えます。研究チームは、マントルの地下660キロメートルからマグマと岩石が地表まで押し上げられる可能性があることを発見しました。この物質の湧昇によって、プレートとその上にある大陸は年間4センチメートルの速度で分離しています。
「下部マントルから上部マントル、そして地表への湧昇は、通常、アイスランド、ハワイ、イエローストーンといった限られた地域に限られ、中央海嶺とは関連がありません」と、ローマ・トレ大学の地震学者で2021年の研究論文の共著者であるマシュー・アグイス氏は述べています。「全く予想外のことだったので、今回の結果は非常に興味深いものとなっています。」
通常、下部マントルから上部マントルへの物質の移動は、深さ410キロメートルから660キロメートルの遷移層にある高密度の岩石帯によって妨げられます。しかし、アギウス氏らは、MARより下では遷移層の最深部の温度が予想よりも高く、その領域が薄くなっていると推定しています。そのため、物質は地球上の他の場所よりも容易に海底まで上昇できるのです。
通常、プレートは重力の影響を受けて動きます。重力はプレートの密度の高い部分を地球に引き寄せるからです。しかし、大西洋を取り囲むプレートはそれほど密度が高くないため、科学者たちは重力以外に何がプレートを動かしているのだろうかと疑問を抱いています。この研究は、マントル深部からの物質の湧昇が大西洋の拡大のメカニズムである可能性を示唆しています。サウサンプトン大学の地球物理学者、キャサリン・ライチャート氏は、このプロセスは2億年前に始まり、今後拡大速度が加速する可能性があると述べています。
アン・カン（ Business Insiderによると）
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