地球內部 660 公里不連續面的形成由石榴石主導

由國立大學法人岡山大學高等先銳研究院岡山大學行星物質研究所的石井貴之准教授，以及學習院大學的糀谷浩教授、赤荻正樹名譽教授等人組成的聯合研究團隊，透過高溫高壓實驗證實，地函主要礦物石榴石的相變主導了深部 660 公里不連續面的形成。該研究成果於 2026 年 5 月 25 日發表在英國地球科學期刊《自然-通訊》（Nature Communications）上。

在地球內部深約 660 公里處，存在一個地震波速度急劇變化的「660 公里不連續面」。以往認為，這主要是由主要礦物林伍德石（ringwoodite）的分解（後尖晶石轉移）所致，但這無法充分解釋觀測到的 660 公里不連續面複雜的起伏構造。

本研究著眼於地函中含量第二多的石榴石，在林伍德石與石榴石共存的更真實條件下進行了實驗。結果發現，石榴石的相變會先發生，並進而誘發林伍德石的分解，這是一種「連動反應」。

藉由考量石榴石的存在，研究證實無論是在低溫的板塊俯衝帶、高溫的熱羽流，還是平均的地函溫度下，皆能一致地解釋所觀測到的 660 公里不連續面的起伏特徵。

石井貴之准教授表示：「這次的成果是我從學生時代起投入了 15 年的研究集大成。長年累積的成果得以具體呈現，讓我感到無比的成就感。在這段期間，地球深部科學有了長足的發展，當時被低估其重要性的問題，如今已成為備受關注的重要課題。『科學總是在前進、累積，越是持續挑戰，就越能看見新的風景』，這正是研究的魅力所在。我非常希望學生和年輕研究人員能珍惜自己的疑問。即使是微不足道的疑問，只要持續面對，也有可能帶來改變世界看法的發現。」