地球内部660kmの境界形成はガーネットが支配していた

国立大学法人岡山大学の高等先鋭研究院を構成する岡山大学惑星物質研究所の石井貴之准教授と学習院大学の糀谷浩教授、赤荻正樹名誉教授らの共同研究チームは、高温高圧実験により、マントル主要鉱物ガーネットの相転移が、660 km不連続面の形成を支配していることを明らかにしました。この研究成果は2026年5月25日、英国の地球科学雑誌「Nature Communications」の論文として掲載されました。

地球内部の深さ660 km付近には、地震波速度が急変する「660 km不連続面」があります。従来は、主要鉱物リングウッダイトの分解（ポストスピネル転移）が原因と考えられてきましたが、観測される660 km不連続面の複雑な凹凸構造を十分に説明できませんでした。

本研究では、マントルで2番目に多いガーネットに着目し、リングウッダイトとガーネットが共存するより現実的な条件で実験を行いました。その結果、ガーネットの相転移が先に起こり、その反応がリングウッダイトの分解を誘発する「連動反応」であることを発見しました。

ガーネットの存在を考慮することにより、冷たい沈み込み帯、温かいホットプリューム、平均的なマントル温度のいずれでも、観測される660 km不連続面の凹凸を一貫して説明できることが明らかになりました。

石井貴之准教授は、今回の成果について、学生時代から15年間取り組んできた研究の集大成であり、地球深部科学の発展を実感するとともに、若い研究者に自身の疑問を大切にするよう述べています。