がっつり深める

伊豆・小笠原弧の海底下で、高温のアセノスフェアの流入を確認！日本海の成因解明に大きな前進！

記事 2018/02/26

謎解き解説マントル地球科学

ココがポイント

●日本海の成因は、高温のマントルであるアセノスフェアが大陸地殻の下に流入したことだと考えられている。しかし、日本海での流入は1500万年前に止まったため、現在は検証できない。
●今まさに海底が拡大しつつある伊豆-小笠原諸島西部の海底で採った玄武岩を分析した結果、高温のアセノスフェアが流入していることが明らかになった。
●本成果は、日本海を始め背弧海盆の形成の解明に役立つと期待される。

この論文をGeology誌に発表した平井康裕研究生（金沢大学大学院博士後期課程）に話を聞きます。

日本海ができたのは、なぜ？

――こんにちは。日本海の成因解明につながる研究をされたそうですね。そもそも日本海や日本列島は、どのようにできたのでしょうか。

はるか昔、日本はユーラシア大陸の一部でした（図1）。ところがおよそ2000万年前に大陸の縁が東西に引き裂かれ、日本列島の地殻は大陸から離れました。やがてその裂け目は海に達し、中には海水が入りました。これが日本海のもとです。

図1　日本列島の形成のイメージ（『地球の歴史下』（中公新書　鎌田浩毅）による図を一部改変）

海底はゆっくりと拡大し、それに伴ってできた割れ目では下からマグマが噴き出して火山活動が行われました。マグマは海底や地上へ噴き出ると溶岩と呼ばれます。その溶岩は冷え固まると岩石となり、堆積していきました。

やがて西南日本は時計回り、東北日本は反時計回りに回り、現在の逆「くの字」型の日本列島の原型ができました。1500万年前ごろに、日本海の拡大は終わりました。

――日本列島は、もともと大陸の一部だったのですね。

しかし、「なぜ大陸の縁だけが引き裂かれて、日本海ができたのか」という議論は現在も決着がついていません。様々な説の中で有力視されているのは、アセノスフェアと呼ばれる高温で柔らかいマントルが、数百～数千㎞もの巨大な流れとなって大陸地殻の下に流入したことが一因となり、大陸地殻が東西に引き裂かれたという考えです（図2）。

――なぜ、アセノスフェアの流入が考えられたのですか？

玄武岩という岩石に、その痕跡があったのです。

大陸プレートの下に海洋プレートが沈み込んでいくと、次第に高くなる温度と圧力を受けて、沈み込んだ海洋プレート（沈み込んだプレート部分はスラブという）から水を始め様々な物質が絞り出されます（図3）。その水によってマントルは溶けやすくなり、マグマができます。マグマは上昇して、やがて海底や地表へ噴き出て冷え固まると岩石になります。