科学者たちは、地球の深部に存在する2つの巨大な構造に関する新しいモデルを提案し、それらが数十億年前に核の物質がマントルに漏れ出したことで形成された可能性を示唆しています。このプロセスは、古代のマグマオーシャン段階後の強い化学的層化を防ぐことで、地球の居住可能性に影響を与えた可能性があります。Nature Geoscienceに掲載された発見は、これらの特徴を金星や火星と比較した惑星の独自の進化と結びつけています。
数十年にわたり、研究者たちは地球の表面下約1,800マイルに埋もれた2つの巨大な特徴に困惑してきました：大規模低剪断速度領域（LLSVPs）と超低速度ゾーン（ULVZs）です。LLSVPsは熱く密度の高い岩石の広大な塊で、アフリカの下に1つ、太平洋の下に1つ存在します。ULVZsは、核に不規則に付着した薄い部分的に溶融した層を形成します。両者とも地震波を大幅に遅くし、周囲のマントルとは異なる異常な組成を示しています。
ラトガース大学の助教授である吉野りみやざき（Yoshinori Miyazaki）が主導した研究は、新鮮な説明を提供します。2025年にNature Geoscienceに掲載されたこの研究は、地震データ、鉱物物理学、地動力学シミュレーションを統合しています。地球がかつて全球的なマグマオーシャンで覆われていたが、冷却時に予想される化学的層を形成しなかったと仮定しています。その代わりに、シリコンやマグネシウムなどの元素が数十億年にわたり核からマントルにゆっくりと漏れ出し、材料を混合して層化を乱しました。
「これらはランダムな奇妙さではありません」とみやざき氏は述べました。「地球の最古の歴史の指紋です。それらがなぜ存在するかを理解できれば、惑星がどのように形成され、なぜ居住可能になったかを理解できます。」
このモデルは、LLSVPsとULVZsをこの核漏出によって変化した基底マグマオーシャンの残骸として解釈します。「私たちが提案したのは、核から漏れ出た物質から来ている可能性です」とみやざき氏は説明しました。「核の成分を加えると、現在見られるものを説明できます。」
これらの深部プロセスは、おそらく地球の熱放出、火山活動、大気の発達を形成し、オーシャンと生命に寄与しました。一方、金星は地球の100倍厚い大気を持ち、主に二酸化炭素でできており、火星は薄い大気です。「地球には水、生命、そして比較的安定した大気があります」とみやざき氏は指摘しました。「なぜそうなのかを完全に理解していません。しかし、惑星内部で起こること...が答えの大きな部分かもしれません。」
これらの構造は、ハワイやアイスランドのようなホットスポットでの表面火山活動も駆動する可能性があります。プリンストン大学の共同著者であるJie Deng氏は、研究の学際的アプローチを強調しました：「この仕事は、惑星科学、地動力学、鉱物物理学を組み合わせることで、地球の最古の謎を解くのにどのように役立つかの素晴らしい例です。」
みやざき氏は結論づけました：「わずかな手がかりでも、理にかなった物語を構築し始めています。この研究は、地球がどのように進化したか、そしてなぜそれほど特別なのかについて、少しの確実性を与えてくれます。」