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zoom RSS 地球のいちばん中心には何があるの?

<<   作成日時 : 2012/01/14 08:18   >>

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★科学★
問題:地球の1番外側には地表があります。気体も含めた話になると、さらに1万7000mぐらいまでに下層大気の層(対流圏)があります。5万mぐらいまでに成層圏・オゾン層があり、おおむね50万m(500km)ぐらいまでが地球大気圏と呼ばれているらしい。
■内部に向かっていくと、3万m(30km)ぐらいまでが地殻とよばれる部分だそうです。固体であり地球の表層部をなしています。さらにその下290万m(2900km)ぐらいまでがマントルと呼ばれています。マントルは1000度C〜3000度Cという高温の固体だそうです。ゆっくりと時間をかけて対流しているらしい。固体が対流するのはちょっと変です。でも、氷河も固体なのに地表に沿ってゆっくりと流れていくと聞きます。似たようなものなのかな。温度の違いは著しいようですが。
■地球の半径は6371kmぐらいだそうです。外側の半分ちょっと手前まではマントルが占めています。ではその内側はどうなっているのでしょうか? 次の中から選んで下さい。
[い]中心にはウランを主成分とする液体の核があり、その周囲を固体の鉄が包んでいる
[ろ]中心には鉄を主成分とする液体の核があり、その周囲を液体化した岩石であるマグマが対流している
[は]中心には鉄を主成分とする固体の核があり、その周囲を鉄・ニッケルを主成分とする液体が対流している
[に]中心にはプルトニウムを主成分とする固体の核があり、その周囲をネオジム・インジウムなどのレア・アースやレア・メタルを主成分とする固体が包んでいる
[ほ]中心には半径1000kmにも及ぶダイヤモンドがあり、その周囲を固体の金や白金が包んでいる
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[は]中心には鉄を主成分とする固体の核があり、その周囲を鉄・ニッケルを主成分とする液体が対流している
説明:人間が掘削できる範囲はせいぜいで1万2000m(12km)ぐらいらしい*2。地球の半径6300kmの0.2%以下しか、直接には知り得ないわけですね。
■中心部の様子は、地震波の観測によってうかがい知ることができるらしい。地震波の速度は、岩石などの種類によって異なるとのこと。液体か固体かという相によっても違いますし、圧力によっても異なるらしい。地表のさまざまな場所に設置した地震計で、地震波の到達時間を測定すると、地震波速度の分布が把握でき、そこから地下の構造が推定できるそうです。
■その推定によれば、中心部には鉄を主成分とする固体の核があるとのこと。内核と呼ばれるらしい。内核の温度は5000度C〜8000度Cだそうです。熱いですね。その周囲、外核と呼ばれる部分には鉄とニッケルを主成分とする液体が対流しているらしい。こちらは3000度C〜5000度Cとのこと。
■鉄の融点は1538度Cだそうです。ニッケルの融点は1728度Cとのこと。外核の部分に溶けた鉄やニッケルが流れているのは素人にも理解できます。でも内核部分に5000度C以上の固体の鉄があるというのは理解しにくい。
■この逆転現象を説明する鍵は圧力だそうです。中心部の5000度C以上の鉄は、圧力が320万気圧〜400万気圧ほどあるらしい*1。鉄の融点が上昇し、ほんとはなりたいのに、液体になれずにいるそうです。
◆参考*1:HP「地球 - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83
◇*2HP「地球深部探査船「ちきゅう」(1)」
http://www.h2.dion.ne.jp/~kazuf/sao/paorep/chikyu01.htm
◇*3雑誌「地球Q&A」Newton (ニュートン) 2010年 9月号88〜97頁、ニュートンプレス

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コメント(2件)

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『地底探検』という映画のようにロマンあふれるというわけにはいかんようですが、この内部の圧力を定常的に利用できれば、エネルギー問題も解決するでしょうね。
ねこのひげ
2012/01/15 06:05
コメントをありがとうございます。

 太陽や地球が持つエネルギーの1億分の1でも有効利用できるなら、人類すべてが光熱費タダという暮らしができるようです。
 「ホルムズ海峡を封鎖する。原油の流通を止めてやる」なんていわれても「どうぞ、お好きなように」と平然としていられるのでしょうね。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2012/01/16 09:53

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