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地球の中心が熱い理由とは?

      2017/09/12

地球の中心が熱い理由とは?

約46億年前に誕生した私達が住む地球。その地球の中心部にはマグマと呼ばれるものが存在します。そのことは学校で習って知っているかと思いますが、そのマグマが熱い理由はどうしてなのでしょう?地球の核となるマグマが熱い理由について調べてみました。

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地球の誕生

私たちの住む星、地球ができたのは、今から約46億年前のことだ。原料となった物質は、微惑星に含まれていた岩石や金属であった。微惑星の衝突・合体の繰り返しによって地球は今の形、大きさを作っていった。小さいものは大きいものに吸収されていき、徐々に一つの惑星へとまとまっていったのである。地球の元である原始地球は、こうして誕生した。  

原始地球の半径が現在の地球の約2割、1500kmくらいになると、衝突脱ガスを起こすようになった。脱ガスにより、中に含まれていた二酸化炭素や水、窒素などのガス成分は放出され、原始地球のまわりを覆った。原始大気の誕生である。原始大気は水蒸気を主成分とし、二酸化炭素や窒素、一酸化炭素を含んでいたと考えられている。  

微惑星の衝突エネルギーは熱エネルギーに変換され、地球を加熱していった。原始地球が大きくなるほど微惑星の衝突速度は大きくなっていき、また形成の最終段階では火星サイズの惑星の衝突も起きたといわれている。地球の半径が現在の4割程度になると、この衝突エネルギーと、水蒸気の大気による保温効果によって、地表の温度は上昇しはじめた。そして現在の地球の半径の半分ほどまで成長したとき、地表の高温はとうとう岩石を溶かしはじめた。地球の表面はマグマ・オーシャンとよばれる厚いマグマの海と化したのだ。

マグマ・オーシャンができたことにより、重い(密度の大きい)金属鉄はずぶずぶと地球の中心部へと沈んでいった。こうして地球の核(コア)は作られたのである。

引用元-地球の誕生

地球内部の構造

地球内部の構造を、半熟たまごを使って説明します。まず、たまごの外側の殻は、地球でいうと表面にあたります。これを「地殻」(ちかく)といいます。地殻は、地球全体からみればとても薄くなっています。次に、固まった白身の部分は、地球では「マントル」と呼ばれています。地殻の底から約2900kmがこのマントルです。まだ固まっていない黄身の部分(中心部分)は「核」といい、マントルの下から地球の中心まで、半径約3500kmがこの部分です。核は溶けている状態になっています。

引用元-地球内部の構造 – 地震対策の館

地球の中心はなぜ熱い?(質問)

当たり前のように思ってますが、地球の内部にはマグマがあって地熱で温泉などなにもしてないのにエネルギーが溢れてますけど、なぜ熱があるんでしょうか?

引用元-なぜ地球の内部は熱いのですか? – 地学 | 【OKWAVE】

地球の中心はなぜ熱い?(回答)

地球クラスの天体では、中心部の流動性が高い部分は、重力によって外側から圧縮されます。物質は、圧縮すると熱を持ちます。と言うか、熱を放出します。物体を圧縮、つまり、分子同士をある距離まで近づけると、分子が振動します。この振動が「熱」の正体です。2つの物体を接触させて激しく擦り合わせると、接触面で分子同士が「ある距離まで近づく」ので、分子が振動し、熱が発生します。これが「摩擦熱」です。

引用元-なぜ地球の内部は熱いのですか? – 地学 | 【OKWAVE】

地球内部が未だに熱い理由

地球の構造はゆで卵にたとえられます。黄身に当たるのが地球の「核」と呼ばれる部分で、白身は「マントル」、殻は地面である「地殻」です。マントルや地殻は岩石からできていますが、核は鉄からできています。核の温度は、約6000度もあります。

46億年前、地球には宇宙からたくさんの小天体が降ってきていて、熱くどろどろに溶けていました。その後地球は冷えて、表面には厚い岩の層(地殻+マントル)、中心には鉄の核ができました。核が熱いのは、こうした地球誕生直後の熱く溶けていたころの名残です。そしていまも熱いのは、二つの理由があります。

一つは中心核が、マントルという岩の厚い層で保護されていること。マントルはまさに、マントという意味です。地面を触ってもあまり熱くないのは、岩は鉄などに比べて熱を伝えにくいからです。

もう一つの理由は、中心核自身に温度を下げない仕組みがあることです。中心核は、内核(固体の鉄)と外核(溶けた鉄)に分かれています。核から熱が奪われると、溶けた鉄が固体に変わります。このとき鉄は熱を出すので、温度が下がらないのです。

引用元-地球の内部はなぜ、いまだに燃えている? : 美味しい知識の収集屋

マグマが高熱なのは

マグマの熱は酸素の燃焼に由来するものではありません。

地球内部の熱に由来するものです。
地球内部の熱は主に放射性元素の崩壊、地球内部の摩擦熱、地磁気によるジュール熱に由来すると言われています。

引用元-マグマが高熱なのはどういう理由からなのですか… – 地学 | Yahoo!知恵袋

そもそも地球内部は深いところほど高温になっています。
その原因は地球形成時及び現在も続く内核成長に解放された/る重力エネルギー(いってみれば水力発電)だけではなく、
中に含まれている放射性同位元素の崩壊(いってみれば原子力発電)に伴う発熱によるもので、通常の燃焼によるものではありません。
地球内部は外核を除きほぼ固体なのですが、局所的に圧力が下がる或いは水が供給されるなどでマントル上部や地殻の一部が
融け出してできたのがマグマで、それが周りの固体物質より軽いので上昇してきます。
というわけでマグマが高温なのは、地球形成時の余熱や放射性物質の崩壊などで温度が高くなっている地球のより深いところからやって来た
物質だからということです。

引用元-マグマが高熱なのはどういう理由からなのですか… – 地学 | Yahoo!知恵袋

まとめ

完全に冷えた時に地球はどうなるのでしょうね。

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https://twitter.com/R19971127/status/701797104180555776

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