科学者たちは、地球の内部は非常に熱く、非常に圧力がかかっていると理論づけています。これにより、主に鉄とニッケルのコアを固体の内部領域と液体の外部領域に分割できます。このコアのダイナミクスは、地球の保護磁気圏の駆動に関与していると考えられています。そのため、科学者は、コアの理解を深めることを決意しています。
国際的な科学者チームによって行われた新しい研究のおかげで、中核地域も「雪」の公平なシェアを得ているようです!別の言い方をすれば、彼らの研究は、外側のコア内で、小さな鉄の粒子が凝固して落下し、外側のコアの上に最大320 km(200マイル)の厚さの山を形成することを示しました。これらの調査結果は、地球全体に影響を与える力の理解を大幅に向上させる可能性があります。
この研究は、四川大学の原子分子物理学研究所の張Youjun Zhang教授が率いる、テキサス大学オースティン校のジャクソンスクールオブジオサイエンスの研究者チームによって実施されました。彼らの研究を説明する研究は、12月23日号の 地球物理学研究(JGR)固体地球のジャーナル。
地中探査レーダーは深く直接のサンプリングが絶対に不可能であることを探ることができないため、地球の深さを調べることは簡単な作業ではありません。その結果、研究者は地震学を通じて地球の内部を研究することを余儀なくされています。つまり、地質学的活動によって生成され、惑星を定期的に通過する音波の研究です。
これらの波を測定して分析することにより、地質学者は内部の構造と構成をよりよく把握することができます。近年、彼らは地震データと地球のコアの現在のモデルの間の不一致に気づきました。基本的に、測定された波は、外側のコアのベースを通過するときに予想よりも遅く移動し、内側のコアの東半球を移動するときに速く移動します。
この謎を解決するために、張教授らは、鉄の粒子の結晶化が外側のコアで発生し、「雪をかぶった」内側のコアが作成される可能性があることを提案しました。内側と外側のコアの間にスラリー層が存在するという理論は、1963年にS.I. Braginskiiによって最初に提案されましたが、コアの熱と圧力の条件に関する一般的な知識のために拒否されました。
しかし、コアのような材料で行われた一連の実験とより最近の科学的研究を使用して、張教授と彼のチームは、外側のコアでの結晶化が実際に可能であることを示すことができました。さらに、彼らは、外側コアの最下部の約15%が鉄ベースの結晶でできていて、最終的には固体の内側コアの上に落ちて落ち着くことを発見しました。
「考えるのは奇妙なことです」とテネシー大学の助教授であるニック・ダイガート氏は、JSGとの博士研究員としての研究の一環として研究を支援しました。 「あなたは、数百キロの距離を越えて内側のコアに降り注ぐ外側のコア内に結晶を持っています。
Jung-Fu Lin教授(研究の別の共著者)が説明したように、これは火山内部で岩がどのように形成されるかに似ています。 「地球の金属コアは、地殻でよく知られているマグマ溜まりのように機能します」と彼は言った。チームは、プロセスハットさえも比較して、鉄粒子の山を地球の外核に形成させ、地球の表面に近いマグマ溜りの内部で何が起こるかを調べました。
鉱物の圧縮はマグマ溜りの中に「累積岩」と呼ばれるものを作りますが、地球内部の深い鉄粒子の圧縮は、内部コアの成長と外部コアの収縮に寄与します。東半球と西半球の間の厚さの変化が速度の変化を説明するので、外側のコアに対するこれらの粒子の蓄積は地震異常を説明します。
地球全体の現象に対するコアの影響(前述の磁気圏や構造活動を促進する暖房など)を考えると、これらのより大きなプロセスがどのように機能するかを理解するためには、その組成と挙動についてさらに学ぶことが不可欠です。この点で、張教授と彼の同僚によって行われた研究は、地球の内部とそれがどのようになったかについての長年の疑問を解決するのを助けることができました。
惑星の内部を研究している(そして研究には関与していなかった)カリフォルニア大学バークレー校の地球科学教授であるブルースビュッフェは、次のように述べています。
「モデルの予測を異常な観測に関連付けることで、液体コアの可能な組成について推論を導き、この情報を、惑星が形成されたときに優勢だった条件に関連付けることができます。開始条件は、私たちが知っている惑星になる地球の重要な要素です。」
地球の磁気圏とその構造活動が生命の出現と進化に重要な役割を果たしたと考えられている方法を考えると、私たちの惑星の内部のダイナミクスを理解することは、居住可能性のある太陽系外惑星の探索にも役立ちます。陸上生活!
この研究は、中国国家自然科学財団、中央大学の基礎研究基金、ジャクソン地球科学大学、国家科学基金、スローン基金から資金提供を受けました。