マントル対流の二層から一層への変化は約27億年前〜28億年前に起こった

１．　マントル対流とプレート

　固体地球の歴史は、地球が冷えていく歴史でもある。地球内部の熱はマントル対流（プルーム）によって地表へ運ばれ、そして宇宙に放射され、地球は冷えていく。

　微惑星の集積によってつくられた地球は、内部も初期には非常な高温だった考えれている。この時期の地球が全部融けていたかは不明だが（月を形成したジャイアント・インパクトがあったとするとその衝撃で全部が融ける）、少なくとも表面から数百kmは融けていてマグマオーシャンになっていた可能性が高い。また、マントルも全体として今よりもかなり高温だったと考えられている。マントル物質が部分溶融ではなく、全部融けてできるマグマが冷え固まってできるコマチアイトという火山岩もこのようなときにできる。

　温度が高いとマントルを構成している岩石も柔らかく流動的である。このようなときのマントル対流は、下層部と上層部の二つの部分に分かれるらしい。つまり、地球の初期のころは、マントル対流は二層になっていたらしい。

　現在のマントル対流（プルーム）は、プレートの沈み込み→深さ660km付近でスラブがたまる→たまったスラブのマントル・核境界への一気（といっても数百万〜数千万年のスケール）の落下＝コールドプルーム→反動でホットプルームの上昇という一層の間欠的（断続的）な対流になっている。マントル対流の二層から一層への変化は約27億年前〜28億年前に起こったという。急にマントル上部の冷えた部分がマントル・核の境界に沈み込み、反対にマントル下部の熱い部分が上昇して、マグマをたくさん生み出す。このころにできた火成岩が現在でもたくさん見つかっていて、当時の火成活動の活発さを示すものだという。



　また、マグマオーシャンが冷えて海ができると、海水に二酸化炭素が溶けて温室効果が弱くなり、地表が冷えプレートができる。いつから、現在のようなプレートテクトニクスが始まったかは議論があるところ

　　　★30億年前広がったという説も

だが、地質学的証拠としてはグリーンランドのイスア岩体（38億年前の岩）でプレートの沈み込みを示す38億年前の付加体構造が見つかっているので、すでにそのころには海嶺（リフト）でのプレートの生産、海溝でのプレートの沈み込みと付加体の形成があったと思われる。マントル対流が二層で対流も細かく別れていたそのころは、一つ一つのプレートの大きさも小さかったという。
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http://www.s-yamaga.jp/nanimono/chikyu/kotaichikyunorekishi.htm