地球の核が「地球内部の惑星」である可能性があることを発見

私たちの惑星の核がなければ、私たちは保護磁場を持たず、ここでの生活は大きく変わっていたでしょう。科学者たちは長年にわたってこの内核に興味を持ち、それが時間の経過とともにどのように形成され、変化したのかを理解したいと考えてきました。

これらすべての疑問のおかげで、ユタ大学が主導し、米国国立科学財団の支援を受けた研究者チームは、このテーマをさらに深く掘り下げることにしました。彼らは特別なツールを使用して、地球の内部に何があるのか​​を理解するために、地震によるゴロゴロや地震波を聞き、監視し、分析し始めました。

長い間、多くの人は核は固体で均一な球であると信じていました。しかし、コーネル大学の専門地質学者グアンニン・パン氏と彼のチームによる最近の研究は、私たちの核となる完璧な金属球のビジョンを脇に置き、それをさまざまな質感と形状を持つ広大な壁紙と比較しました。

科学誌ネイチャーに掲載されたパン氏の最近の研究は、原子核がどこでも同じではないことを示しています。この研究で主導的役割を果たしたユタ大学のキース・コパー氏は、この核を詳しく調べようとしていると述べた。彼はその努力を、深く隠された何かの写真を撮ることに例えました。同氏はインタビューで「複雑な作業ではあるが、前進はしている」と語った。

一部の国が核爆発の禁止を決定したことを受け、国連は 1996 年に特別なシステムを創設しました。このシステムは、誰かが核実験を行っているかどうかを検出するツールを世界中に備えています。しかし、これらのツールは他の音や動きもキャプチャします。

その中心となるのは国際監視システム (IMS)で、世界中にある高度な検出装置を使用して爆発を検出するための 4 つのシステムを備えています。彼らの目標は核爆発の国際的な禁止を課すことですが、この機器はまた、科学者が地球の奥深く、海洋、大気中で何が起こっているのかを解明するために使用できる豊富なデータも生み出しました。

地球の表面は完全に地図化され特徴づけられていますが、その内部は直接アクセスできないため、研究するのははるかに困難です。この隠された領域を検出するための最良のツールは、惑星の薄い地殻から伝わり、岩石のマントルと金属核を通して振動する地震による地震波です。

コペル氏の研究室は近年、内核に対する地震データの感度を分析している。パン氏が主導した以前の研究では、 2001 年から 2003 年の間に日の長さの変化を引き起こした可能性のある地球とその内核の自転の変動が特定されました。

地震観測所を運営する地質学教授のコペル氏は、「それは独自の回転を​​持ち、溶融鉄の大きな海とは切り離された惑星の中にある惑星のようなものだ」と語る。

「地球を取り囲む磁気エネルギーの保護場は、固体核の上空2,260キロメートルに広がる液体外核内で起こる対流によって作られる」と同氏は付け加えた。溶けた金属は固体の内核の上に上昇し、地球の岩石のマントルに近づくにつれて冷えて沈みます。この循環により、惑星を取り囲んで保護する電子バンドが生成されます。

新しい研究のために、研究チームは、の2台を含む、世界中に設置された20台の地震計によって記録された地震データを分析した。これらの機器は、花崗岩層の最大 10 メートルの深さの穴に挿入され、衛星受信アンテナの仕組みと同様に、受信した信号を集中させるためのパターンに配置されます。

パン博士は、すべてマグニチュード 5.7 を超える 2,455 件の地震の地震波を分析しました。これらの波が内核でどのように反射するかは、その内部構造をマッピングするのに役立ちます。小規模な地震では、研究に役立つほど強い波は発生しません。

科学者たちは1936 年に初めて地震波を使用して内核が固体であることを確認しました。デンマークの地震学者インゲ・レーマンによって発見されるまで、核は太陽の表面温度に近い摂氏5,537度に近い非常に高温であるため、全体が液体であると考えられていた。

地球の歴史のある時点で、内核は惑星の中心での強い圧力の下で「核生成」、つまり固体化し始めました。このプロセスがいつ始まったのかは不明だが、研究チームは地震データから重要な手がかりを得て、核の奥深くまで浸透する波に関連する散乱効果を明らかにした。

「私たちは、この組織が内核の成長速度に関係していると考えています。昔、内核は非常に早く成長しました。平衡状態に達すると、その後はさらにゆっくりと成長し始めました」とコペル教授は語った。 「すべての鉄が固体になったわけではないので、一部の液体鉄が内部に閉じ込められた可能性があります」と彼は付け加えた。