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なぜ地下では岩石がとけるほどの熱があるんですか? 

これは理科ハウス(逗子)に掲示されている小学生の質問に対する匝の回答です。



おじさんはこの質問にすぐに答えられる気がしたけれど、思いとどまって調べてみました。
そしたらね、ものすごく驚くことがわかった。

ひとつめ。
まず、地球の中心がドロドロに溶けるほど熱いのは、宇宙のチリがぶつかって地球ができた時の衝突熱の名残だというんだ。
地球ができてもう46億年も過ぎているのにまだ熱い。この熱が中心から地上に伝わっているんだそうだ。逆にいえば地球は地上を温めた分だけ冷えていく。
でもこの話は有名で、おじさんも知っていた。

ふたつめ。
ここで驚いたんだけれど、地殻って知っているかな。
地殻というのは地球を卵にみたてると黄身が核…、コアともいうね。白身がマントル。殻の部分が地殻、つまり地球の外側の部分だ。
この卵の殻のような薄い地殻から地球の熱の半分以上が発生しているというんだよ。

ちょっと信じられないよね。

地球ができたての頃、ドロドロに赤く熱い地球の中にはウランやトリウム、カリウムなどの放射性物質を含んでいたそうなんだ。
この放射性物質は冷えるにしたがって地球の中心から浮き上がって地殻付近にきた。そして地球がもともと持っていた放射性物質の半分が地殻に、もう半分はマントルの中にあるといわれる。
このへんはむずかしいから、機会があれば今度ね。

放射性物質は放射線を放出する。この時一緒に崩壊熱という熱を出すんだって。この熱が地熱の元だったんだ。

地面からでてくる崩壊熱はとても影響がちいさいのだけれど、厚さ数十キロで地球の表面の広さをおおう地殻全体ではばくだいな熱が放出されているそうだ。

岩石が溶けるほどの熱の発生源は、半分は中心から伝わる、地球ができた時の熱い星の名残。もう半分は地球表面にある放射性物質が発生する崩壊熱ってことになるね。

ところでドロドロに溶けているのは核、それも外側だけなんだ。マントルは長い間に動くけれど、実はカンラン石という石を成分とした固体なんだよ。
火山噴火でよくみる赤く溶けた溶岩は、マグマ。マントルが液体になったものなんだ。

地球ってふしぎだね。

参考:
高エネルギー加速器研究機構
地球の熱はどこからくるの?

http://legacy.kek.jp/newskek/2005/sepoct/kamland.html


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