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地球



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地球
大きな 磁石
地球は大きな磁石になっている。
現在は方位磁石のN極は北、S極は南を示している。
過去360万年の間には少なくとも11回、南北が逆転したと考えられている。
自転のズレ
  1. 天体観測などにより自転の速度が年ごとに微妙に遅れることが分かった。
    そのため72年から原子時を基準にして、自転の遅れを原子時計に対して0.9秒以内に調整する[うるう秒]が導入された。
  2. 北極点の地軸を連続観測すると約10mの範囲で円を描くようにずれていく



アトランティス?
2013年、海洋研究開発機構とリオデジャネイロ政府は、ブラジル・リオデジャネイロ沖の大西洋にある海底台地で、陸地でしか組成されない花崗岩が大量に見つかり、かて大西洋状に大陸があったことが判明した。

“アトランティス大陸のような陸地が存在した強い証拠だ”としえいる。

アトランティスは大西洋にあったとされる伝説の古代大陸。高度な文明を誇り、約1万2千年前に沈んだと伝えられている。

調査は海洋研究開発機構の有人潜水調査船「しんかい6500」を使って実施、

リオから南東1000km以上沖の海底台地「リオグランデ海膨」で、水深910bの地点に高さ・幅各10bの岩の崖を発見し、映像を分析した結果、花崗岩と確認した。

周辺には海では組成されない石英の砂も大量にあった。

同海膨全体の幅は最大部分で約1000`。
イオ薫英状前に南米大陸とアフリカ大陸が分裂した際に残った大陸の一部とみられる。


古代ギリシャの哲学者プラトンの著書では、アトランティス大陸は約1万2千年前に洪水で海に沈んだとされる。


プレート
<1>2009年、東京大学の川勝均教授らは、地球表面をおおっているプレートと呼ばれる岩状の周辺の地層構造を解明した。

厚さ100qほどのプレートは温度が高くなる底でもシカリした岩盤構造で、その下にある「アセノスフェア」という層との境界がハッキリしているという。

成果は4/23のサイエンスに掲載。
世界各地のプレートは毎年最大10cmの割合で動いて、それが地震の原因になっている。



<2>(水アメ)
東京大学地震研究所と物質・材料研究機構は、地球のプレート(岩板)が沈み込んだ部分の岩石は水アメのように曲がる「超塑性」と呼ぶ現象が起きていることを実験で確かめた。
成果は12/23のネイチャーに掲載。

超塑性とは、物体を強い力で引き伸ばしても壊れず、水アメのように曲がり、伸びる現象。
地下の岩石を摸した合成岩石を作り引っ張って伸ばしたところ、最長で元の長さの6倍超に伸びた。



地球の磁場が自転速度で変化する
2013年、海洋研究開発機構の宮腰合広研究員らは、地球の磁場の強さが自転の速度の影響で変化することをスーパーコンピューターのシミュレーションで突き止めた。


磁場には太陽風や宇宙線などから地球を守る役割があり、磁場が地球環境と関連することを示す成果。

成果は米物理学会誌フィジカル・レビュー・レターズ(電子版)に掲載。

磁場は地球の中心にあるコアを構成する液体の鉄が流れることで生じる。


生命が生存できるように宇宙線から地球を守るなどの作用があり、数万年という長期的な変動などがあることは知られていた。

研究チームは地球の自転速度に注目。
  • 海水が凍って水の分布が変わるため、自転速度は氷期では速くなり間氷期には遅くなる。
  • スパコンを使って地球のモデルで自転速度と磁場の影響を計算したところ、自転速度の変化が10倍に増幅され、さらに遅れて磁場の変動として現れた。



地質時代
地球46億年の歴史を、地層に含まれる生物の化石や気候変動の痕跡をもとに区切ったものを地質時代という。
  • 地質時代
    顕生代 5億4千万年前から
    生物が爆発的に増えた時代。
    化石が豊富にある
    新生代
    ・ほ乳類
    中生代
    ・は虫類(恐竜)
    ・アンモナイト
    古生代
    ・無脊椎動物(三葉虫)
    ・両生類
    ・植物が陸上にはじめて
    先カンブリア時代 古生代と先カンブリア時代との境目では生物の種類と数が急激に増えた(カンブリア爆発)



地球内部の構造を解析
2014年、東京大学のロバート・ゲラー教授らは、地震波を使い地球内部の3次元構造を解析する技術を開発した。
  • 地表から約2900`b深い岩石層のマントル最下部の「ディーダブルプライム」と呼ばれる層の解析ができる。
  • 解析は地震の波形や地震の到達時刻、波の振幅などを使う。
  • 南米で起きた20の地震で北米で観測した約4000の地震波で検証。
  • 約5000万年前まで太平洋プレートと北米プレートの間にあった海洋プレート「ファラロンプレート」が、ディーダブルプライム層に沈み込んでいる様子を画像で示した。




中心核に水素が?
半径6400`bの地球
  1. 地殻
  2. マントル(岩石)・・・2900`b
  3. 外核(液体)・・・・・2300`b
    • マントルと接する
  4. 内核(固体)・・・・・1200`b
  • 中心部にあるコア(核)<外核と内核>が鉄でできているのは意見が一致しているが、鉄だけではないことも一致している。
    • コアは地球体積の3割を占める。
  • その候補元素に、ケイ素や水素などが上げられている。
  • 外核はマントルと接していて鉄が溶けている。
  • 純粋な鉄が溶ける温度はマントルより高い。
  • 地震波などで調べたところ、コアの密度は純粋な鉄よりも約10%低い。鉄より軽い元素が混じっている。
  • 水素・・鉄が溶ける温度を下げる



上下2層からなる地球のマントル
2012年、東北大学と高輝度光科学研究センターは、上下2層から成る地球のマントルが、異なる組成の岩でできていることを解明。
  • マントルの
  • 上半分はかんらん石(ペリドット)で、
  • 下半分がケイ素が多い岩石からできていた。


成果は、5/3のネイチャー(電子版)に掲載
従来は上下2層のマントルは同じ組成でできていると考えられれていた。
兵庫県にある「SPring8」を使い実験した。レーザー光とX線を併用して岩石に圧力と温度をかけ、124万気圧、2700℃の高温高圧状態のマントルの状態を再現。
地震波の伝わり方から、下部マントルと上部マントルの構成物に違いがあることを突き止めた。

マントルは高熱のため対流しているとされる。
上部と下部で組成が異なることから、対流はそれぞれのマントルの中で間歇していると考えられるという。



海底掘削システム
  • 文部科学省は2014年度から地球の深部に向かって海底下を進む掘削システムの開発に乗り出す。前人未踏のマントル到達にいは、水深4000bの海に浮かぶ掘削船から海底に向けて管を下ろし、その海底下を500b掘り進めなけれならない。
    金属製の管では海流の影響で曲がり2500bが限度とされる。



外核不均質
2010年、地表から2900〜5100`の深さにあり、主に地熱で溶けた鉄からなる地球の「外核」は均質ではなく、最上部に中心に近い部分より徹以外の物質が多く含まれている層が存在することが金嶋聡・九州大学院教授ら蛾地震波の新解析により突き止め、ネイチャーに発表した。
地球の外核は、岩石でできたマントルと中心部に位置する内核に挟まれ、4000〜5000度の高温下で液体状となった鉄が対流している状態と考えられている。



(海流と潮流)
太陽や月の影響で発生
  • 海流は太陽からの熱と偏西風などの風によって生じる巨大な流れで、地球の自転と地形によってほぼ一定の方向に流れる。
  • 海流の速さや量は季節などによって多少変化するが、幅が100`b、水深数百bに達する。
  • 潮流は月と太陽の引力で生じる周期的な変動である潮汐によって起こる。
  • 潮の流れは1方向に流れていたのが止まり、反対方向に流れ出す転流を、多くの場所で1日に4回繰り返す。


スーパームーン
2018年、満月がひときわ大きく見える「スーパームーン」が1/2の未明に、各地で観測された。
国立天文台によると、2018年は
  • 1/2(最も大きく見える)
  • 7/28(最も小さく見える)
2018年で最も満月が大きく見える1/2日は地球と月の間は約35万7000`で、最も小さく見える7/28は約40万6000`。

月は、円では無く楕円にように地球の周りを公転している。さらに、太陽や地球の重力などにも影響を受けて、地球からの距離は毎年微妙に変化している。



直径7.8`の隕石
2013年9/16、約2億1500万年前に最大で直径7.8`の巨大隕石が地球に衝突した、九州大学と熊本大学のチームが英科学誌に発表。
  • 岐阜県と大分県の地層で隕石の成分を見つけ、地球の広い範囲に降り積もったとみて大きさを推定した。
  • 約6500万年前に直径10`程度の隕石が地球に衝突、恐竜絶滅の原因とみられており、今回の成果はそれに次ぐ規模。
  • カナダ・ケベック州に2億1500万前のクレーターがあり、このクレーター形成の原因になったとチームは推定している。
  • 研究チームは、2012年岐阜県坂祝町の川沿いで衝突の痕跡を発見したと発表。
  • 2013年1月に大分県津久見市の海岸沿いで同様のものを見つけた。
  • これは「オスミウム」という金属元素で、地表では非常に少ないが、隕石には多く含まれる。オスミウムの同位体をの比率を分析すると、地表に存在するものと異なっており、隕石に含まれていたと判断した。
  • 過去の研究から、隕石の種類ごとに大きさとオスミウムの含有量には一定の関係があることが判明しており、隕石の直径を3.3〜7.8`と算出した。
  • 重さは約5000億dを推定。
  • 約2億〜2億3700万年前には生物の大量絶滅が起きている。


全球凍結
約22億年前に起きた地球全体が凍る「全球凍結」の直後に大気中の酸素濃度が急上昇したとする仮説を、東京大学の田近英一教授らがシミュレーションで解明。
  • 南アフリカにある約22億年前の氷河堆積物の上にマンガンが酸化してできた鉱床が根拠の仮説。



関連情報 単位
地球の自転の歴史
放射能汚染
地震
津波





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