外核

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地球の構造
地球の磁気圏の概念図。太陽風は左から右に向かって吹いている。

外核(がいかく、outer core)とは、地球の中心部にある液体の層。

概要[編集]

地球の内核の外側、マントルの内側にあり、厚さはおよそ2266キロメートル。マントルと外核との境界(グーテンベルク不連続面)は地下およそ2,890キロメートルにあり、外核と内核との境界(レーマン不連続面)は地下およそ5,150キロメートルにある。外核は、内核と似た組成で、ニッケルにより構成されていると推測されている。硫黄酸素も外核に存在しうる。外核の温度は、最も外側の部分で4400 ℃、最も内核に近い部分で6100 ℃。温度が高いと推測され、固体になるほどの圧力を受けていない。モデリング作業によると、外核は粘度の低い流体(地表面における液体金属のおよそ10倍)で、乱流により熱気を循環させている[1]

外核ではP波は伝播するが、S波が完全に減衰されていることも、外核が流体であることを示している。これは、粘度の低い流体はせん断応力に対応できない、すなわち粘度の低い流体はせん断応力に応じて素早く変形し、圧力をなくしてしまうことによる。

鉄とニッケルでできた流体である外核を流れる渦電流が発生しており、これが地磁気に影響していると考えられている。地球の外核における地磁気の強さを計算すると平均25ガウスである。これは地表における地磁気よりも50倍も強くなる[2][3]

熱はマントルへと移っていくため、正味の傾向として液体部分のうち、内核側との境界に近いところが固体化していき、固体の内核が成長していく[4]。この成長スピードは1年に1ミリメートルと見積もられている[5]

外核による磁場の発生がなかったら、地球の生命は今と大きく違っていた可能性がある。外核の液体金属が対流することにより地球の磁場、地磁気ができている[6][7]。この磁場は上空数千キロメートルにわたって存在し、いわば地球を守る天蓋となって太陽風をそらす。この磁場がなければ、太陽風が地球の大気に直に作用する。すると、地球の大気がだんだん剥ぎ取られ、生命がほとんど住めないようになり、火星のような惑星になるだろうという仮説がある[8]

関連項目[編集]

出典[編集]

  1. ^ Gilles A. de Wijs et. al., The viscosity of liquid iron at the physical conditions of the Earth's core, Nature 392, 805-807 (23 April 1998) . 392. doi:10.1038/33905. 
  2. ^ http://www.science20.com/news_articles/first_measurement_magnetic_field_inside_earths_core
  3. ^ http://www.nature.com/nature/journal/v468/n7326/full/nature09643.html
  4. ^ Gubbins, David; Sreenivasan, Binod; Mound, Jon; Rost, Sebastian (May 19, 2011), “Melting of the Earth’s inner core”, Nature 473: 361–363, doi:doi:10.1038/nature10068 
  5. ^ Waszek, Lauren; Irving, Jessica; Deuss, Arwen (February 20, 2011), “Reconciling the hemispherical structure of Earth’s inner core with its super-rotation”, Nature Geoscience 4: 264–267, doi:doi:10.1038/ngeo1083 
  6. ^ Woodrow L. Shew, Daniel P. Lathrop, Liquid sodium model of geophysical core convection, Physics of the Earth and Planetary Interiors 153 (2005) 136–149
  7. ^ Kent C. Condie, Plate Tectonics, Butterworth-Heinemann; 4th ed., 1997, p. 140 ISBN 978-0750633864
  8. ^ http://scign.jpl.nasa.gov/learn/plate1.htm

外部リンク[編集]