地球の大陸は、アンデス山脈のような広い山脈の下で生まれた可能性があります。
神秘的な行方不明の微量元素、古代の火山に覆われた6600万年前の岩石、過去1世紀に科学者によって分析されたすべての岩石化学のデータベースを組み合わせた新しい研究は、地球に大陸がある理由を説明しています。 1月16日、Nature Communications誌に掲載されたこの研究は、山が生まれる場所は大陸も同じであることを示唆しています。
「ジグソーパズルのようなものです」と、ヒューストンのライス大学の地質学の博士研究員、研究リーダーのMing Tang氏は語った。 「この大陸のジグソーパズルには欠けている部分があり、答えを見つけたようです。」
行方不明の作品
欠けているのはニオブと呼ばれる希土類金属です。マントルと呼ばれる地球の中間層、および海洋地殻（海に覆われた惑星の外層の一部）では、ニオブと別の希土類元素であるタンタルが通常、一定の比率で共存します。大陸地殻は奇妙だ、とタンはライブサイエンスに語った。大陸を構成する地殻はニオブが比較的少ない。
大陸地殻に欠けているニオブの事例は、何十年も地球科学者を悩ませてきました。タンは、ドイツのマックスプランクインスティテュートが管理している岩石地球化学データベースを探していました。彼は地殻がマントルとマグマの形に砕ける沈み込み帯を探しました。そのマグマは、冷却されると、大陸を作る可能性があります。タン氏は、これらの沈み込み帯の多くでニオブが欠落していないことを発見した。しかし、それはアンデスのような特定の造山地域では奇妙に欠けていました。
アンデス山脈は巨大な山岳地帯であり、沈み込み帯の近くのテクトニクスを利用しています。タン氏によると、南アメリカの沖合の海洋地殻が大陸地殻の下で砕けると、落ち着きのないアンデス山脈が上昇し、マグマが地球上で最も標高の高い火山から噴出します。
タング氏によると、アンデス山脈のような、沈み込み帯の上に形成される領域は、大陸弧と呼ばれ、地殻の厚さが通常の大陸地殻の約2倍であることから、特別な領域であるとTangは述べています。残念ながら、この地殻の底にある岩の化学は謎です。地表から約50マイル（80キロ）のところにあるこれらの岩にはアクセスできません。
捕獲岩に入る
幸い、アメリカ合衆国西部のシエラネバダ山脈は、今日のアンデス山脈のように、活発な造山地帯でした。 Tangはライス大学の岩石学者Cin-Ty Leeとともに、約6600万年前に形成され、約2,500万年前の火山噴火で地表に押し出された岩石のサンプルを分析しました。捕獲岩と呼ばれるこの岩は、活動的な大陸弧であったときにシエラネバダの麓に深く形成されていました。研究者はアリゾナでその岩を発見しました。
岩は「アンデス山脈の下の深い地殻に非常に素晴らしい、優れた類似物を提供するかもしれない」とタンは言った。
分析により、大陸弧の捕獲岩に余分なニオブが含まれていることがわかりました。 Tangと彼の同僚は、大陸に欠けている希土類元素を発見しました。失われたニオブは大陸弧の底に付着しています。
ニオビウムは、地球の地殻のこれらの非常に厚い部分の下にある独特の状態のために、非常に深く閉じ込められます。大陸弧の下では、地殻が厚いため、マントルは高圧になっているとタン氏は言う。高圧下で、ルチルと呼ばれるチタン鉱物がマグマから結晶化します。ルチルはたまたま大量のニオブをトラップし、タンタルはあまりトラップしません。また、非常に密度が高いため、他の岩が表面に向かって循環するため、地殻の奥深くに落下します。
タン氏は、大陸地殻にはニオブが不足しているため、これらの大陸弧条件下で形成されたに違いない、と述べた。そして、それはおそらくアンデスのような場所が今日地球上のすべての大陸の種を握っていたことを意味します。
「私たちが今立っている大陸のすべての部分は、おそらくこれらの造山プロセスから始まった」とタンは言った。
