学べる地学

地学基礎教室「地球の内部」

地球の内部構造

地面を掘り進めていくと、いつかは地球の中心に到達します。具体的に言うと、約6400㎞掘り進めると中心に到達します。
地球の内部は構成している物質の違いによって、大きく3つの層に分かれています。
その3つの層は、表面から中心に向かってそれぞれ「地殻・マントル・核」といいます。

※直径×3.14=円周なので、地球の全周約40000㎞から地球の半径が約6400㎞であることがわかります。

※人類がいままで掘った一番深い穴は現在のロシアのコラ半島で掘った約12㎞です。科学研究のために掘られましたが、これくらいの深さまでが限界でした。地球内部をボーリングによって掘り進めることは技術的にも予算的にも、ものすごく困難なことなのです。

※半径6400㎞のうちの12㎞は約0.2%ぐらいです。

地殻

  • 地球内部を構成する物質ごとに大きく3つに分けたとき、一番外側の層。
  • 主に岩石でできている。
  • 地殻・マントル・核のうち、最も密度が小さい。
  • 地殻・マントル・核のうち、最も薄い。
  • 地殻とマントルの境界をモホロビチッチ不連続面という。

※モホロビチッチ不連続面は地震波の速度が大きく変わるポイント。発見したのはユーゴスラビアの地震学者のモホロビチッチ。1909年のことだった。

マントル

  • 地球の内部構造(地殻・マントル・核)のうち、真ん中の層。
  • モホロビチッチ不連続面から深さ約2900kmまで広がっている。
  • 対流活動も起きていて、プレート活動の原動力であると考えられている。
うさぎさん
うさぎさん
マントルってマグマの世界みたいなイメージがあるけど、実際どうなの?
空気塊くん
空気塊くん
マントルは固体の岩石でできているからマグマが広がる世界ではないよ
うさぎさん
うさぎさん
そうなんだ
空気塊くん
空気塊くん
でも、マントルは固体だけど少しずつ動いているんだ
うさぎさん
うさぎさん
固体なのに動くってどういうこと?
空気塊くん
空気塊くん
短時間では動いていないように見えるけれど、地球規模の長い時間をかけて見てみると流体のように動いているんだよ
空気塊くん
空気塊くん
イメージでいうと、固体のキャラメルが時間をかけると形を変えるみたいな感じかな
うさぎさん
うさぎさん
なるほど〜
でもマントルは何のために動いているの?
空気塊くん
空気塊くん
それは地球の熱を逃がすためだと言われているよ
空気塊くん
空気塊くん
地球は中心が熱くて表面が冷たいから、核によって温められたマントルが上昇して、表面で冷やされたマントルが下降するよ
空気塊くん
空気塊くん
こういった動きをマントル対流と言うよ
マントル対流はプレートの動きの原動力とも言われているんだ

※マントルは地殻・マントル・核のなかで最も大きな体積を占めています。(約83%)

  • 地球の内部構造(地殻・マントル・核)のうち、もっとも深い場所に存在する層。
  • 主に鉄と少しのニッケルから構成される。つまり金属。
  • 深さ2900kmから地球の中心まで広がる。
  • 液体の外核と、固体の内核に分かれる。
  • 中心部の温度は約5000~6000℃。めちゃくちゃ熱い。


※液体の外核が動くことによって地球の磁気が発生していると考えられています。この理論をダイナモ理論といいます。

コラム「地球の構成元素」

地球全体でみると、構成元素で一番多いのは鉄になります。私たちが日常生活を行う上で、構成元素で鉄が一番多いと実感しにくいのは、大部分の鉄が地球の中心の核に存在するからです。では私たちが立っている地殻の構成元素はどうでしょうか。地殻の構成元素は、酸素>ケイ素>アルミニウム>鉄>カルシウム>マグネシウム>ナトリウム>カリウム・・の順番に多くなっています。ここでいう酸素は大部分がケイ素とくっついた酸化物として存在しています。

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