科学者は地球内部の構造をどのように知っていますか?

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著者: John Stephens
作成日: 23 1月 2021
更新日: 17 5月 2024
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地球の中心"コア"への旅
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地球の内部は、地殻、マントル、コアのいくつかの層で構成されていることが広く受け入れられています。地殻は容易にアクセスできるため、科学者は実地実験を行ってその組成を決定することができました。より遠方のマントルとコアの研究では機会のサンプルがより限られているため、科学者は磁気研究だけでなく、地震波と重力の分析にも依存しています。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

科学者は地球の地殻を直接分析できますが、地球内部を調査するために地震および磁気分析に依存しています。

岩石および鉱物に関する室内実験

地殻が乱れている場所では、異なる材料の層が落ち着いて圧縮されているのが簡単にわかります。科学者はこれらの岩石や堆積物のパターンを認識し、研究室での通常の掘削や地質学の研究中に、地球のさまざまな深さから採取された岩石やその他のサンプルの組成を評価できます。米国地質調査コアリサーチセンターは、過去40年間、岩石コアおよび挿し木リポジトリを蓄積し、これらのサンプルを研究に利用できるようにしています。表面にもたらされた円筒形のセクションである岩コア、および技術の改善により詳細な研究が可能になるため、切断(砂のような粒子)は潜在的な再分析のために保持されます。科学者は、視覚的分析と化学的分析に加えて、サンプルを加熱および絞って地球の地殻下の状態をシミュレートし、それらの条件下での動作を確認しようとします。地球の組成に関する詳細な情報は、our石の研究から得られます。met石は、太陽系の起源についての情報を提供します。

地震波の測定

地球の中心に掘削することは不可能であるため、科学者は地震波と地震中および地震後にこれらの波がどのように移動するかを知ることによる地表下の物質の間接的な観測に依存しています。地震波の速度は、波が通過する材料の特性に影響されます。材料の剛性がこれらの波の速度に影響します。地震後に特定の波が地震計に到達するのにかかる時間を測定すると、波が遭遇した材料の特定の特性を示すことができます。波が異なる構成のレイヤーに遭遇すると、方向や速度が変わります。地震波には、液体と固体の両方を通過するP波、または圧力波と、固体を通過するが液体を通過しないせん断波の2種類があります。 P波は2つのうちの速い方であり、それらの間のギャップは地震までの距離の推定値を提供します。 1906年以降の地震調査では、外側のコアは液体で、内側のコアは固体であることが示されています。

磁気的および重力的証拠

地球には磁場があります。これは、地球内部の液体媒質内を移動する永久磁石またはイオン化された分子によるものです。永久磁石は、地球の中心で見られる高温では存在できなかったため、科学者はコアが液体であると結論付けました。

地球には重力場もあります。アイザック・ニュートンは重力の概念に名前を付け、重力が密度によって影響を受けることを発見しました。彼は地球の質量を最初に計算しました。科学者たちは、重力測定と地球の質量を組み合わせて、地球の内部は地殻よりも密度が高くなければならないと判断しました。立方センチメートルあたり3グラムの岩の密度と立方センチメートルあたり10グラムの金属の密度を、立方センチメートルあたり5グラムの地球の平均密度と比較すると、科学者は地球の中心に金属が含まれていると判断できました。