地球の構造は、地球の内部を構成する層の魅力的で複雑な配置です。 この構造を理解することは、地球の構成、挙動、地球を形成するプロセスについての洞察を与えるため、地質学者や科学者にとって非常に重要です。 この知識は、地質学、地震学、科学などさまざまな分野でも不可欠です。 プレートテクトニクスなどの自然現象の説明に役立つため、 地震, 火山、大陸と海洋盆地の形成。
内容
地球の内部: 地殻、マントル、核
地球の内部は、地殻、マントル、核の XNUMX つの主な層に分けることができます。 これらの層は独特の特性と組成を持ち、地球の地質と挙動を形作る上で重要な役割を果たしています。
- 地殻:
- マントル:
- こちら:
- 地球の核は、外核と内核の XNUMX つの部分に分かれています。
- アウターコア:
- 内核:
- 内核は地球の中心に位置し、深さ約 3,500 キロメートルから始まります。
- 主に固体の鉄とニッケルで構成されています。 この深さでは非常に高い温度にもかかわらず、内核は巨大な圧力により固体のままです。
- 内核の固体の性質は、地球の内部力学を理解するために重要です。 地震波 それを通過します。
地球の構造とこれらの層間の相互作用は、地震、火山の噴火、プレートの動きなどのさまざまな地質学的現象の原因となります。 地球の内部構造に関する知識は、これらの自然現象を理解して予測するだけでなく、地球の歴史や地質を調査するためにも重要です。
地球の内部について何を理解する必要がありますか?
- 地球の巨大なサイズと内部構成の変化する性質のため、直接観察によって地球の内部について知ることは不可能です。
- 地球の中心（地球の半径は6,370km）まで人類が到達することはほぼ不可能な距離です。
- 採掘や掘削作業を通じて、私たちは地球の内部を直接観察できるのは深さ数キロメートルまでだけです。
- 地表下の温度の急速な上昇は、主に地球内部の直接観測に限界を設ける原因となっています。
- しかしそれでも、いくつかの直接的および間接的な情報源を通じて、科学者たちは地球の内部がどのようになっているのかについてかなりの知識を持っています。
地球内部に関する情報源
直接の情報源:
- 鉱山地域からの岩石
- 火山噴火
間接的な情報源
- その 温度と圧力の変化率 表面から内部に向かって。
- 流星それらは地球が作られているのと同じ種類の材料に属しているためです。
- 重力、極付近では大きくなり、赤道では小さくなります。
- 重力異常物質の質量に応じた重力値の変化から、地球内部の物質に関する情報が得られます。
- 磁気源.
- 地震波: 実体波 (一次波と二次波) のシャドウ ゾーンは、内部の物質の状態に関する情報を提供します。
地球内部の構造
地球内部の構造は基本的にXNUMXつの層に分かれています。 地殻、マントル、核.
地殻
- それは地球の最も外側の固体部分であり、通常は厚さ約8〜40キロメートルです。
- 脆い性質を持っています。
- 地球の体積のほぼ 1%、地球の質量の 0.5% は地殻でできています。
- 海洋部と大陸部では地殻の厚さが異なります。 海洋の地殻は大陸の地殻（約5km）に比べて薄い（約30km）。
- 地殻の主な構成元素はシリカ（Si）とアルミニウム（Al）であるため、しばしば地殻と呼ばれます。 SIAL (SIAL は、地殻と最上部の固体マントルを含む領域であるリソスフェアを指すために使用されることもあります)。
- クラスト内の材料の平均密度は 3g/cm3 です。
- 間の不連続性 水圏と地殻 と呼ばれます コンラッドの断絶。
マントル
- 地殻を越えた内部の部分をマントルと呼びます。
- 間の不連続性 地殻とマントル と呼ばれます モホロビッチ不連続またはモホ不連続。
- マントルの厚さは約2900km。
- 地球の体積のほぼ 84%、地球の質量の 67% がマントルによって占められています。
- マントルの主な構成元素はケイ素とマグネシウムであるため、マントルとも呼ばれます。 SIMA.
- 層の密度は地殻よりも高く、3.3 ～ 5.4g/cm3 の範囲で変化します。
- マントルの最上部の固体部分と地殻全体が構成されています。 リソスフェア.
- また, アセノスフィア (80〜200kmの間)は、リソスフェアの直下にある上部マントルの粘性が高く、機械的に弱く、延性があり、変形する領域です。
- アセノスフェアはマグマの主な供給源であり、その上をリソスフェア プレート/大陸プレートが移動する層です (プレート テクトニクス)。
- 間の不連続性 上部マントルと下部マントル として知られています レペティの不連続性.
- リソスフェアとアセノスフェアの直下にあり、コアの上にあるマントルの部分は、と呼ばれます 中間圏.
こちら
- 地球の中心を取り囲む最内層です。
- また, 核はグッテンベルクの不連続性によってマントルから分離されている.
- 主に鉄（Fe）とニッケル（Ni）で構成されているため、とも呼ばれます。 ニフェ.
- 核は地球の体積の約 15%、地球の質量の 32.5% を占めます。
- コアは地球の最も密度の高い層であり、その密度の範囲は 9.5 ～ 14.5g/cm3 です。
- コアは、内側コアと外側コアの XNUMX つのサブレイヤーで構成されます。
- 内核は固体であり、外核は液体（または半液体）です。
- 上部コアと下部コアの間の不連続性は次のように呼ばれます。 リーマン不連続。
- バリアスフィア 地球の核を指すこともあれば、内部全体を指すこともあります。
地球の構成
地球の組成における主な元素と鉱物:
- 酸素(O): 酸素は地球の組成の中で最も豊富な元素であり、重量で地球の地殻の約 46.6% を占めています。 これは、ケイ酸塩や酸化物などの鉱物や化合物の重要な成分です。
- シリコン（Si）： ケイ素は地球の地殻で 27.7 番目に豊富な元素であり、その組成の約 XNUMX% を占めます。 これは、地球の地殻の主要な構成要素であるさまざまなケイ酸塩鉱物の重要な成分です。
- アルミニウム (アル): アルミニウムは地球の地殻の約 8.1% を占めています。 などの鉱物に多く含まれています。 長石, ボーキサイト、およびさまざまなケイ酸塩。
- 鉄（Fe）： 鉄は地球の組成におけるもう 5 つの必須元素であり、地球の地殻の約 XNUMX% を構成しています。 さまざまな鉱物に含まれていますが、 ヘマタイト や マグネタイト.
- カルシウム(Ca): カルシウムは地殻の約 3.6% を占めており、以下のような鉱物に一般的に含まれています。 方解石 や 石膏.
- ナトリウム（Na）とカリウム（K）： ナトリウムとカリウムは合わせて地球の地殻の約 2.8% を占めます。 これらの元素は通常、長石などの鉱物に含まれています。
- マグネシウム (Mg): マグネシウムは地殻の約 2.1% を構成し、次のような鉱物に含まれています。 かんらん石 や サーペンタイン.
- チタン (ティ): チタンは地殻の約 0.57% を占め、次のような鉱物に存在します。 イルメナイト や ルチル.
- 水素 (H): 水素は地殻の主要成分ではありませんが、主に水 (H2O) の形で地球の全体的な組成において重要な元素です。
- その他の要素: 他にもさまざまな要素が含まれます 硫黄、炭素、リン、および多くの微量元素は、地球の組成中に少量ずつ存在します。
地球の層内の元素の分布:
- 地殻： 地球の地殻は主にケイ酸塩鉱物で構成されています。 石英、長石、 マイカ、そしてさまざまな種類の岩。 ケイ素と酸素は地殻内で最も豊富な元素であり、これらの鉱物の骨格を形成しています。
- マントル: マントルは主にケイ酸塩鉱物で構成されており、主な元素は鉄とマグネシウムです。 かんらん石、輝石、 ガーネット マントルで見られる一般的な鉱物です。
- 外部コア： 外核は主に液体鉄とニッケルで構成されています。 この層は地球の磁場の生成に関与しており、主な元素は鉄です。
- 内核： 内核は固体の鉄とニッケルで構成されています。 非常に高い温度にもかかわらず、強い圧力によりこれらの元素は固体状態に保たれます。
地球の層内の元素の分布は、地球の初期の歴史における物質の分化と分離の結果です。 地球の層状構造は、惑星の降着、分化、地質活動など、数十億年にわたって起こった物理的および化学的プロセスの結果です。
地球内部の温度、圧力、密度
温度
- 鉱山や深井戸では、深さが深くなるにつれて温度の上昇が観察されます。
- これらの証拠は、地球の内部から噴出した溶岩と合わせて、地球の中心に向かって温度が上昇することを裏付けています。
- さまざまな観測結果は、温度の上昇率が地表から地球の中心に向かって均一ではないことを示しています。 ある場所では速くなり、他の場所では遅くなります。
- 初期のこの温度上昇率は、深さが 1m 増加するごとに平均 32 ℃ です。
- 100km 後半では 12km あたり 300℃ の割合で気温が上昇し、次の 20km では 10km あたり XNUMX℃ になります。 しかし、さらに深くなると、この速度は XNUMX km あたりわずか XNUMX 度まで下がります。
- したがって、次のように仮定されます。 地表下の温度の上昇率は減少している 中心に向かって (温度上昇率と温度上昇を混同しないでください。 気温は地球の表面から中心に向かって常に上昇しています).
- 中心部の温度は摂氏3000度から摂氏5000度の間のどこかにあると推定されていますが、高圧条件下での化学反応によりさらに高温になる可能性があります。
- このような高温であっても、地球の中心にある物質は、その上にある物質の重い圧力により固体状態です。
圧力
- 気温と同じように、 圧力も表面から中心に向かって増加します 地球の。
- それは、岩などの上にある物質の巨大な重量によるものです。
- 深部では圧力が非常に高く、海面大気の圧力の3～4万倍近くになると推定されています。
- 高温では、下の物質は地球の中心部に向かって溶けますが、重い圧力により、これらの溶けた物質は固体の特性を獲得し、おそらく塑性状態になります。
密度
- 圧力が増加し、中心に向かってニッケルや鉄などの重い材料が存在するため、 地球の層の密度も中心に向かって増加し続けています.
- 層の平均密度は外皮から核に向かって増加し、中心部ではほぼ 14.5g/cm3 になります。
地球の磁場
地球の磁場は、私たちの惑星を取り囲む重要かつ複雑な特徴です。 それは私たちの日常生活において重要な役割を果たしており、いくつかの重要な機能があります。 地球の磁場の概要は次のとおりです。
1. 地球磁場の生成:
- 地球の磁場は主に、惑星の外核における溶融鉄とニッケルの動きによって生成されます。 このプロセスは地球ダイナモとして知られています。
- 地球ダイナモは、地球内部での放射性同位体の崩壊と核の冷却によって発生する熱によって駆動されます。
2. 磁気極性:
- 地球の磁場には棒磁石と同様に北磁極と南磁極があります。 ただし、これらの磁極は地理的な北極と南極と一致していません。
- 地球の磁極の位置と方向は地質時代の経過とともに変化する可能性があり、これらの極性の反転は「磁気縞」として岩石に記録されます。
3. 磁場の成分:
- 地球の磁場は、その強さ、傾き、偏角によって特徴付けられます。
- 磁力の強さ: これは、地球表面の特定の場所における磁場の強度を表します。
- 傾斜： これは磁力線が地表と交差する角度を指し、磁極でのほぼ垂直から赤道での水平まで変化します。
- 偏角： これは、真北 (地理的な北) と磁北の間の角度です。
4. 磁場の機能と重要性:
- 地球の磁場には、いくつかの重要な機能と利点があります。
- 太陽風や宇宙線など、太陽からの有害な荷電粒子をそらす保護シールドとして機能します。 このシールドは磁気圏として知られており、地球の大気と生命を保護するのに役立ちます。
- これにより、磁場をコンパスとして使用する鳥やウミガメなどの渡り動物のナビゲーションと方向指示が可能になります。
- コンパスは、ナビゲーションと方向指示のために地球の磁場に依存しています。
- 磁場は、地球の歴史や地殻プレートの動きを理解するための古地磁気学 (岩石に記録された古代の磁場の研究) など、さまざまな科学的および地質学的研究で使用されています。
- 磁場は、医学における磁気共鳴画像法 (MRI) や地球物理探査におけるさまざまな用途を含む現代の技術に不可欠です。
5. 地球の磁場の変化:
- 地球の磁場は一定ではなく、経年変化（緩やかな変化）や地磁気反転（磁極の反転）など、時間の経過とともに変化する可能性があります。
- 研究者たちはこれらの変化を監視しており、最近の観察では北磁極が過去よりも速い速度で移動していることが示されています。
地球の磁場を理解することは、さまざまな科学的、技術的、環境的な理由から不可欠です。 それは地球の地質の不可欠な部分であり、地球上の生命に必要な条件を維持する上で重要な役割を果たしています。
リファレンス
ジジョ・スダルサン ,地球の内部:地殻、マントル、核(2018)、https://www.clearias.com/interior-of-the-earth/
