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2026-01-23 08:01:00
ムティウル・アリム |マーク、2026/01/23 15:01 WIB
地球の核のイメージ（写真：地球）
ジャカルタ、Jurnas.com – 地球の表面の下深く、この惑星の最も深い領域は、科学者が数十年にわたって想定していたほど硬くないかもしれません。
最近の実験室での実験結果によると、 地球の核 地球は固体であると同時に、微妙な可動性の要素を持っている可能性があり、この発見は、惑星の最も深い構造を理解する方法を変えるものです。
これまでのところ、古典的なモデルは次のように説明しています。 地球の核 非常に硬い固体の鉄球のようなものです。しかし、地震記録は長い間奇妙な手がかりを提供してきた。特定の地震波は内核を貫通しますが、その速度は固体金属材料の速度よりも遅いです。
この謎に答えるために、中国成都の四川大学（SCU）の研究チームは、非常に短時間ではあるが、地球の中心の極限状態を模倣できる高速実験を設計した。
この実験は、極度の圧力と温度の下で鉄合金がどのように振動を伝えるかを研究した物理学者の張友軍氏によって主導されました。この焦点により、研究チームは実験室データを説明が難しかった地震波の挙動と関連付けることができました。
金曜日（1月23日）にアースから引用されたように、実験では、研究者らは鉄と炭素の合金ペレットを秒速約6.9キロメートルの速度で発射した。
この衝撃により、最大 140 ギガパスカルの圧力と摂氏 2,300 度を超える温度が発生し、周囲温度に近い状況が発生しました。 地球の核。
使用される技術は動的衝撃圧縮として知られており、極度の圧力と熱が 1 つの短いパルスで達成されます。ほんの数ナノ秒からマイクロ秒しか持続しませんが、この時間は、材料が通常の状態に戻る前に材料の物理的特性を捕捉するには十分です。
測定結果は、鉄-炭素合金がその結晶構造を保持しているものの、剛性が大幅に低下していることを示しています。この剛性の低下は、通常固体内のみを伝播する波の一種であるせん断波で特に顕著です。
地震学では、せん断波は、層が固体か液体かを示す主な指標です。これらの波は、溶融した外核内で消散しますが、内核では、疑わしいほど低い速度ではありますが、依然として検出可能です。
この現象は、これまでコンピューターシミュレーションを通じてのみ予測されていた物質の状態である「超イオン」状態の考えと一致しています。この段階では、炭素などの軽い原子は、秩序を保った鉄の結晶格子内を自由に移動できます。
これは、内核の鉄は高密度で整然と配置されたままですが、内部の軽い原子はほぼ液体のように機能することを意味します。この組み合わせにより、材料を完全に溶かすことなく柔らかくすることができます。
「この超イオン状態は合金の剛性を大幅に低下させます」と Zhang 氏は説明します。 SCUの実験では、せん断波の速度が約23パーセント減少し、重要な弾性パラメータであるポアソン比は、地震で観察される値と非常によく似た値に達しました。
実験室の結果は、地球規模の地震データと一致して、深核状態の鉄-炭素合金が非常に低いせん断波速度を持つ可能性があることを初めて直接示した。
しかし、研究者らは限界があることを強調した。圧力をかける 地球の核 実際には 330 ギガパスカル以上に達する可能性があり、この実験で達成できた値よりもはるかに高くなります。さらに、急速な圧縮プロセスは、惑星の中心の長期的な状態を完全には表していない可能性があります。
この実験では炭素も約 1.5 パーセントしか含まれていませんでしたが、 地球の核 水素や酸素などの他の軽元素が含まれる場合があります。しかし、これらの結果は、内部コアを液体であると考えることなく、光原子の拡散によって内部コアの「柔らかさ」を説明できることを示すのに十分です。
この新しい理解は、地球磁場の研究にも影響を及ぼします。内核と外核の間の熱と化学元素の移動は、地球の保護磁場を生み出す自然のエンジンである地球ダイナモの維持に重要な役割を果たします。
軽い原子が固体の内核内で移動できる場合、熱と元素の交換がこれまで考えられていたよりも複雑な方法で行われる可能性があります。これは、科学者が地球の磁場の進化をモデル化し、他の岩石惑星と比較するのに役立ちます。
全体として、地震データと高速衝撃実験の組み合わせが例示的なものになりました。 地球の核 固体構造ですが、軽い原子が自由に動くことで柔らかくなります。より高い圧力とより現実的な元素混合物を用いたさらなる研究により、この状況が明確になることが期待されます。
この研究は科学雑誌National Science Reviewに掲載されました。
キーワード:
#地球の核は固体でも液体でもなく地球を構成する物質です