部分溶融

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マグマが発生するまでの地球内部の物理過程を示した図。 AからDは異なるプレートテクトニクスの設定。 上のプロットは、地球の地熱勾配の圧力と温度の結果として生じた摂動を示しています。

マントルでの溶融が起こるには、温度の上昇、圧力の低下、またはシステムへの揮発物質の追加(組成変化)という3つの可能なイベントのうちの1つを必要とします。

TemperatureEdit

温度を上げる場合、マントル融解はマントルが通常の地温を越えて加熱された場合のみ発生します。 上部マントルの温度を上げるには、コアや下部マントルからの熱流が関与していると考えられている。 放射性元素の崩壊は、マントルの熱を発生させる最も簡単な方法の一つと考えられているが、K、U、Thの放射性崩壊がカンラン石の温度を1度上昇させるのに1000万年以上かかるため、現実的にはマントル融解の原因にはならない。 さらに、このプロセスでごく一部のメルトが生成されたとしても、放射性元素はメルトに集中して系外に逃げ、最終的にメルト生成のプロセスは停止する。

PressureEdit

CBのバルク組成で、固溶体を示す物質の溶融。 温度が上昇すると、固体は青い経路をたどり、温度TAで融解を開始する。 最初に生成される液体は組成がCLであり、その組成は赤の経路をたどる。 温度TBで固体全体が溶けた。

マントルでの溶融は、与えられた温度でシステムの圧力が十分に低下した場合にも起こりうる。 圧力を下げるためには、マントル岩石は、周囲への熱の損失を最小限に抑えながら、より浅いレベルまで上昇しなければなりません。 熱の損失がゼロであれば、断熱的といえる。 マントル岩石が地層を上昇し続けると、固相線を越えて融解に至ることもある。 この溶融プロセスは減圧溶融として知られている。

揮発物質の添加編集

揮発物質(特にH2OとCO2)の存在は、ある系の固相温度を著しく低下させる可能性がある。 このため、系の圧力や温度条件を変える必要がなく、他の予測よりも低い温度でメルトを生成することができる。 しかし、マントルは一般に揮発分が少ないため、生成されるメルトの量が制限される可能性がある。 部分溶融は、地殻岩石の化学分化に関して、地質学上重要なプロセスである。 地球上では、海洋中央構造線でマントルが部分溶融して海洋地殻が生成され、沈み込み帯でマントルと海洋地殻が部分溶融して大陸地殻が生成される。 これらの場所では、部分溶融が火山活動を伴うことが多いが、地表に出ない溶融物もある。 部分溶融は、大陸岩石圏の古い部分を非相溶元素で濃縮するのに重要な役割を果たすと考えられている。 深部で生成された部分溶融物は、周囲のマトリックスの圧縮により上方へ移動する

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