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2021/7/19
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宇宙の不思議、地球の内部の謎 |
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宇宙の不思議 地球の内部は謎に包まれている 今から約46億年前、 我々人間の住居である地球が誕生した。 微惑星の衝突によって生まれた 原始地球だが、 その時代はその後10億年にわたり 続いたとも言われている。 周辺の惑星を引き寄せ膨張を 繰り返してきた原始地球。 ちなみに、 衝突によって発生した熱で 地表の岩石が溶けだした 結果がマグマオーシャンだ。 原始の地球に占める大気の８０％は 水蒸気であった。 微惑星には水の分子の元になる 水酸化化合物が含まれており、 衝突の衝撃で水蒸気が発生していた、 しかも、 原始地球を浮遊していた水蒸気は CO2の倍以上の温室効果を発揮。 その結果、 水蒸気で覆われた原始地球の 地表温度は上昇し続け、 岩石は溶け出し、 マグマオーシャンが出現したというわけです。 そんななか、 比較的比重の小さいケイ酸塩物質が 地球の上部に、 一方で比重の大きい鉄は地球の 内部に向かって落下。 それと同時に放出される重力エネルギー によって地球が暖められた結果、 ケイ酸塩物質と、 鉄を主成分とする核のマントルに 分離された。 こうして、 上から「地殻」「マントル」「核」 という今日における地球の 内部構造が形成された。 マントルが地表を横切って伸び、 何百キロメートルにも及び 内部構造を形成する。 まさにその瞬間こそが重要な 地球形成期であったことは、 英科学誌 「Sciencs Advances」の電子版 （2021年3月12日付）に 報告された英ケンブリッジの ヘレン・M・ウィリアムズ博士らの 研究を通して確認された。 例えばマグマオーシャンの除冷却 および結晶化のプロセスは、 地球の内部構造がどう形成されたかを 知る上での手掛かりとなり得る。 しかしながら、 地殻という事になると40億年以上も 前に戻らなければならず、 また地殻とマントルに存在する貴金属を 科学的に解明することは決して容易な ことではない。 そこで、 ヘレン・M・ウイリアム博士らは 36億年前からグリーンランド西南部 にあったとされる岩の残骸に対し、 熱力学的モデルを用いて科学的に検証。 パッと見た感じでは、 グリーンランドのイスア緑色岩帯を構成する岩は、 現代の玄武岩と変わりない。 間違いなく岩が露出しているようにも 見えるが、 研究者により始めて記述されたのは 1960年代とのこと。 この地球上では最古の事例である。  ちなみに、 遠い過去に生息されてきたとされる 微生物の生態やプレートの地殻変動を 探るうえでの重要な手がかりを 与えてくれるかもしれない、 ということは研究者の間でも それとなく知られていた。 そして、 ウイリアムズ博士らによる検証結果は 以下のとうりである。 鉄の同位体が確認されたほか、 グリーンランドのイスア緑色岩帯が マグマオーシャンの結晶化により 形成された地球内部構造に由来する ものであることが明らかに、 そして、 イスア緑色岩帯に存在するほとんどの 岩はマントル内で生じた対流によって 紛れ込んだものであり、 同位体ゾーンはマントル核の境界において 何十億年にもわたり邪魔が入らない 状態をキープし続けたきたのだという。 今回の研究においてもう一つ重要な 発見があった。 それは鉄の痕跡を伺わせるサンプルには 異常なほどにタングステンが付着していた と言う点だ。 タングステンと言えば、 地球の初期の進化を探るうえでの 重要な指標でもある。 ということで、 地球の起源のヒントを与えてくれる こと間違いない。  地球の中心部には鉄やニッケル以外の 軽元素が大量に含まれていることが 知られているが、 なぜ大量の軽元素が存在するのかは 現時点では解明されていない。 また、 現在の海水の量やマントル内に 含有される水の量を考慮すると、 原始地球には現在の海水の約50倍に 匹敵する水が存在していたのでは ないかとも考えられている。 宇宙空間において 突然誕生した地球の起源を巡る探求は 暫く続きそうです。 ＜参考：BEAUTY&ECOONE＞
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