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地球(ちきゅう)内部(ないぶ)の層(そう)構造(こうぞう)

カワウソ先生地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)は、掘(ほ)って確(たし)かめたわけではなく、地震波(じしんは)の伝(つた)わり方(かた)から推定(すいてい)されているよ。

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  1. 地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)は、外側(そとがわ)から地殻(ちかく)・マントル・外(そと)核(かく)・内核(ないかく)の4つの層(そう)に分(わ)かれている。
  2. 地殻(ちかく)とマントルの境目(さかいめ)はモホロビチッチ不連続(ふれんぞく)面(めん)と呼(よ)ばれる。深(ふか)さ2900kmまでがマントル、深(ふか)さ5150kmまでが外(そと)核(かく)、それより深(ふか)い部分(ぶぶん)が内核(ないかく)になる。
  3. マントルと内核(ないかく)は固体(こたい)、外(そと)核(かく)は液体(えきたい)と考(かんが)えられており、この状態(じょうたい)の違(ちが)いは地震波(じしんは)の伝(つた)わり方(かた)から推定(すいてい)されている。

詳しく

地殻(ちかく)・マントル・外(そと)核(かく)・内核(ないかく)の4つの層(そう)

地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)は、外側(そとがわ)から地殻(ちかく)・マントル・外(そと)核(かく)・内核(ないかく)の4つの層(そう)に分(わ)かれている。地殻(ちかく)とマントルの境目(さかいめ)はモホロビチッチ不連続(ふれんぞく)面(めん)と呼(よ)ばれる。

地殻(ちかく)は大陸(たいりく)で厚(あつ)さ約(やく)30〜40km、海洋(かいよう)で約(やく)6kmと薄(うす)い。その下(した)に広(ひろ)がるマントルは、深(ふか)さ約(やく)2900kmまで続(つづ)く、地球(ちきゅう)内部(ないぶ)で最(もっと)も厚(あつ)い層(そう)だ。

マントルの下(した)、深(ふか)さ約(やく)2900〜5150kmが外(そと)核(かく)、それより深(ふか)い地球(ちきゅう)の中心(ちゅうしん)部分(ぶぶん)が内核(ないかく)になる。内核(ないかく)の半径(はんけい)はおよそ1220kmで、約(やく)6370kmある地球(ちきゅう)の半径(はんけい)の5分(ぶん)の1ほどだ。

地球内部の4つの層(深さはおよその値)Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

地震波(じしんは)の伝(つた)わり方(かた)からわかる層(そう)の状態(じょうたい)

地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)は掘(ほ)って確(たし)かめたわけではなく、地震波(じしんは)の伝(つた)わり方(かた)から推定(すいてい)されている。地震波(じしんは)には、固体(こたい)も液体(えきたい)も伝(つた)わるP波(ぴーは)(新しいタブで開きます)と、固体(こたい)しか伝(つた)わらないS波(えすは)がある。

観測(かんそく)の結果(けっか)、P波(ぴーは)は地球(ちきゅう)の中心(ちゅうしん)付近(ふきん)まで伝(つた)わるのに、S波(えすは)は外(そと)核(かく)にあたる深(ふか)さで伝(つた)わらなくなることがわかった。この結果(けっか)から、マントルと内核(ないかく)は固体(こたい)、外(そと)核(かく)は液体(えきたい)と考(かんが)えられている。

地殻(ちかく)とマントルの境目(さかいめ)(モホ面(めん))でも、P波(ぴーは)の伝(つた)わる速(はや)さが急(きゅう)に変(か)わる。この変化(へんか)から、地殻(ちかく)とマントルでは構成(こうせい)する物質(ぶっしつ)が異(こと)なることも推定(すいてい)できる。

P波とS波の伝わり方から外核が液体とわかるAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

層(そう)ごとに状態(じょうたい)が異(こと)なる理由(りゆう)

地球(ちきゅう)内部(ないぶ)は深(ふか)くなるほど温度(おんど)と圧力(あつりょく)が高(たか)くなる。マントルは岩石(がんせき)でできており、高温(こうおん)でも圧力(あつりょく)が非常(ひじょう)に高(たか)いため固体(こたい)のままだ。外(そと)核(かく)は鉄(てつ)が主成分(しゅせいぶん)で、その深(ふか)さの温度(おんど)が鉄(てつ)の溶(と)ける温度(おんど)を上回(うわまわ)るため、液体(えきたい)になっていると考(かんが)えられている。

内核(ないかく)はさらに深(ふか)く、圧力(あつりょく)が外(そと)核(かく)よりも高(たか)いため、高温(こうおん)でも鉄(てつ)は再(ふたた)び固体(こたい)になっていると考(かんが)えられている。

それぞれの層(そう)がどのような物質(ぶっしつ)でできているかは、次(つぎ)のページで岩石(がんせき)の密度(みつど)(新しいタブで開きます)とあわせて見(み)ていく。

確認問題

問題 1 / 4地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)を外側(そとがわ)から中心(ちゅうしん)に向(む)かって並(なら)べたとき、正(ただ)しい順(じゅん)になるように選択肢(せんたくし)を並(なら)べよ。
  1. 外(そと)核(かく)
  2. 内核(ないかく)
  3. 地殻(ちかく)
  4. マントル

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/internal-structure-of-the-earth/?from=print#quiz

  1. 地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)を外側(そとがわ)から中心(ちゅうしん)に向(む)かって並(なら)べたとき、正(ただ)しい順(じゅん)になるように選択肢(せんたくし)を並(なら)べよ。

    • ( )外(そと)核(かく)
    • ( )内核(ないかく)
    • ( )地殻(ちかく)
    • ( )マントル

    正解:地殻 → マントル → 外核 → 内核
    地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)は、外側(そとがわ)から地殻(ちかく)・マントル・外(そと)核(かく)・内核(ないかく)の順(じゅん)に4つの層(そう)に分(わ)かれている。

  2. 地球(ちきゅう)内部(ないぶ)の4つの層(そう)のうち、液体(えきたい)と考(かんが)えられている層(そう)はどれか。

    • ◯ 地殻(ちかく)
    • ◯ マントル
    • ◯ 内核(ないかく)
    • ◯ 外(そと)核(かく)

    正解:外核
    S波(えすは)(新しいタブで開きます)が伝(つた)わらないことから、外(そと)核(かく)は液体(えきたい)と考(かんが)えられている。地殻(ちかく)・マントル・内核(ないかく)は固体(こたい)と考(かんが)えられている。

  3. 地殻(ちかく)とマントルの境目(さかいめ)を何(なん)と呼(よ)ぶか。

    • ◯ リソスフェア境界(きょうかい)
    • ◯ モホロビチッチ不連続(ふれんぞく)面(めん)
    • ◯ グーテンベルク面(めん)
    • ◯ コンラッド不連続(ふれんぞく)面(めん)

    正解:モホロビチッチ不連続面
    地殻(ちかく)とマントルの境目(さかいめ)は、地震(じしん)波(は)の速(はや)さ(新しいタブで開きます)が急(きゅう)に変(か)わることから見(み)つかった、モホロビチッチ不連続(ふれんぞく)面(めん)(モホ面(めん))と呼(よ)ばれる。

  4. 地球(ちきゅう)の半径(はんけい)を6400km、地表(ちひょう)から核(かく)(外(そと)核(かく)と内核(ないかく))が始(はじ)まる深(ふか)さを2900kmとすると、核(かく)の半径(はんけい)はおよそ何(なん)kmか。

    答え:____________

    正解:3500
    地球(ちきゅう)の半径(はんけい)6400kmから、核(かく)が始(はじ)まる深(ふか)さ2900kmを引(ひ)くと、6400−2900=3500kmとなる。

単元のポイント

  • 地殻(ちかく) 地球(ちきゅう)の最(もっと)も外側(そとがわ)の層(そう)。大陸(たいりく)では厚(あつ)さ約(やく)30〜40km、海洋(かいよう)では約(やく)6km
  • マントル 地殻(ちかく)の下(した)から深(ふか)さ約(やく)2900kmまでの層(そう)。固体(こたい)で、ゆっくりと流動(りゅうどう)する
  • 外(そと)核(かく) 深(ふか)さ約(やく)2900〜5150kmの層(そう)。鉄(てつ)を主成分(しゅせいぶん)とし、液体(えきたい)と考(かんが)えられている
  • 内核(ないかく) 深(ふか)さ約(やく)5150kmより深(ふか)い、地球(ちきゅう)の中心(ちゅうしん)部分(ぶぶん)。固体(こたい)と考(かんが)えられている
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単元のポイント
  • 地殻(ちかく) 地球(ちきゅう)の最(もっと)も外側(そとがわ)の層(そう)。大陸(たいりく)では厚(あつ)さ約(やく)30〜40km、海洋(かいよう)では約(やく)6km
  • マントル 地殻(ちかく)の下(した)から深(ふか)さ約(やく)2900kmまでの層(そう)。固体(こたい)で、ゆっくりと流動(りゅうどう)する
  • 外(そと)核(かく) 深(ふか)さ約(やく)2900〜5150kmの層(そう)。鉄(てつ)を主成分(しゅせいぶん)とし、液体(えきたい)と考(かんが)えられている
  • 内核(ないかく) 深(ふか)さ約(やく)5150kmより深(ふか)い、地球(ちきゅう)の中心(ちゅうしん)部分(ぶぶん)。固体(こたい)と考(かんが)えられている