世界

地球の内部はあなたが知っているようなものではありません

ニュースセンター作成日: 2025年12月27日 11:54地球の内核は、「極度の圧力を受けた固体の鉄」という考えで長年説明されてきました。外核は溶けて流動していると考えられていましたが、内核は高温にもかかわらず巨大な圧力により固体のままであると考えられていました。しかし、地震波から得られた地震データは、せん断波、特に内核におけるせん断波の進行が予想よりも遅いことを示しています。このため、「厳格ではあるが、これまでほど厳しくはない」という問題が議題に残り続けた。class="medyanet-inline-adv">新しい実験的研究は、まさにこの点に当てはまる奇妙な物理的状況を指摘しています。 スペリヨニクはそうします。この段階では、合金の鉄部分は固体のままであり、その結晶秩序が維持されます。炭素などの軽い原子は、この固体のケージ内で流体のように動き回ります。つまり、「規則正しく固体であること」と「内部に可動部品を保持していること」を同時に兼ね備えたハイブリッドな状態となるのです。これは、「バターのように柔らかい」感触を与える内部コアの弾性挙動を説明できるメカニズムを提供します。なぜコアは柔らかいのですか？物質を「硬い」ものにする要因の 1 つは、形状変化に対する耐性です。せん断波は、材料を横方向に「曲げる」ことによって伝播します。せん断波の速度が低下している場合、内部構造のせん断に対する耐性が低下している可能性があります。たとえ鉄の籠が超イオンシナリオで立っているとしても、間の炭素の移動性によって全体の剛性が低下します。その結果、内核は完全に固体の金属球のように「丈夫」に動作しません。class="medyanet-inline-adv">研究者らはまた、地震学で頻繁に使用されるポアソン比などの測定値もこの状況と一致すると強調しています。簡単に言うと、ポアソン比は、圧縮されたときに何かがどれだけ横に「膨らむ」かを表します。内部コアについて測定された高い値は、この材料が私たちが思っているよりも「柔軟で圧縮性」の特性を持っていることを示しています。銃を使ったコアテスト内核の状態を直接見ることは不可能であるため、研究チームは実験室で「瞬間的な核の状態」を作り出すことを試みた。このために、二段式軽ガス銃を使用して、鉄と炭素の合金でできた小さな粒子が秒速 7 キロメートルを超える速度で目標に向かって発射されました。衝突によって生じた衝撃波により、サンプルの圧力は一時的に 140 ギガパスカル、温度は約 2,600 ケルビンになりました。これらの値は、内核の推定圧力 330 ～ 360 ギガパスカルおよび温度 5000 ～ 6000 ケルビンほど極端ではありません。しかし、研究者らによれば、重要なことは、材料が「超イオン的挙動」に切り替わるかどうかをテストすることであったという。さらに、これらの状態はナノ秒からマイクロ秒の範囲で持続しますが、密度、温度、波の伝播などのパラメーターをレーザーや高速センサーで読み取るのに十分な長さです。class="medyanet-inline-adv">結果は、鉄-炭素合金のせん断波速度が大幅に減少することを示しました。言い換えれば、内核における「遅いせん断波」パズルを説明する物理的な図が初めて実験的に裏付けられたということだ。 科学 このアプローチは、地球だけでなく、同様の核を持つ「地球に似た」惑星の内部構造を理解するための新たな扉を開く可能性があると人々は考えています。この問題のもう 1 つの重要な側面は磁場です。 世界の磁気シールドは、その奥深くにある導電性材料の熱と運動のダイナミクスに関連付けられています。内部コアがより「動的」な内部構造を持っているという事実は、この大型エンジンの詳細を解明するための新たな手がかりを提供するかもしれません。 #地球の内部はあなたが知っているようなものではありません