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マントル

前人未踏の世界へ!世界初、マントルを直接掘削!JAMSTEC掘削船「ちきゅう」の挑戦

 世界で初めてマントルを調べる掘削船「ちきゅう」

 海洋研究開発機構(JAMSTEC)地球深部探査センター(CDEX)の地球深部探査船(掘削船)「ちきゅう」。

 日本・米国が主導する統合国際深海掘削計画(IODP)において中心的な掘削任務を担当しており、巨大地震・津波の発生メカニズムの解明、地下に広がる生命圏の解明、地球環境変動の解明、そして、人類未踏のマントルへの到達という目標を掲げている。

 地球が水と生命に恵まれたオアシスであることを我々は既に知っている。しかし、過去46億年の地球の歴史で繰り返されてきた、隕石衝突、地震、火山噴火、津波、異常気候の発生は、地球上の生命に多大な影響を及ぼしてきた。


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地球内部はどうなっているか?水が地球の深部まで運ばれている可能性あり!新構造の含水鉱物を発見

地球の内部構造はどうなっているのか?

 地球の内部はどうなっているのだろうか? それは誰も見ることができない。したがって、地球内部の構造は地表面での観測で得るしかない。

 その中で最も優れた方法は地震波の分析である。地震波解析によると、地球は外側から、岩石質の「地殻」、岩石質の粘弾性体である「マントル」、金属質流体の「外核」、金属質固体の「内核」という大構造に分けられる。岩石質とはいっても、地殻とマントルでは化学組成が違う。外核と内核も金属質とはいうが、若干化学組成が異なると推定されている。

 上部マントルの一部と地殻とから成る層を岩石圏(リソスフェア)という。岩石圏は10数枚のプレートと呼ばれる板に分かれている。プレートには2種類ある。大陸を含む大陸プレートと、海洋地域のみを含む海洋プレートである。海洋プレートは中央海嶺で生産され、マントル対流に運ばれて中央海嶺から離れる。その間にも中央海嶺では次々にプレートが生産されるので、海洋底が拡大する。


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史上初!地下100km地殻最深部でできるダイアモンドが、地下5kmで形成されていた!

 史上初、地下5kmより浅い地殻で形成されたダイヤを発見

 北海道大学は6月2日、地球上の天然ダイヤモンドとして初めて、地下5kmより浅い地殻内で形成されたナノダイヤモンドを発見したと発表した。

 ダイヤモンドはマントル起源の火成岩であるキンバーライトに含まれる。キンバーライトの貫入とともにマントルにおける高温・高圧状態の炭素(ダイヤモンド)が地表近くまで一気に移動することでグラファイトへの相転移を起こさなかったと考えられている。このため、ダイヤモンドの産出地はキンバーライトの認められる地域、すなわち安定陸塊に偏っている。

 ダイヤモンドの母岩であるキンバーライトは古い地質構造が保存されている場所にしか存在せず、地質構造の新しい日本においてダイヤモンドは産出されないというのが定説とされていた。


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地球内部はどうなっている?マントルの底に熱を伝えにくい、重いマグマを発見!

 地球の内部構造

 地球内部はどうなっているだろう?

 表面には地殻、その下にマントルがある。上部マントルは橄欖(かんらん)岩質の物質から成ると推定される。その下に液体からなる外殻がある。外核は、鉄-ニッケル合金の液体からなる。その下が内核である。内核は固体と考えられる。

 地球のマントル底には地震の波伝わる 速さが 異常に遅くなる領域があるとされ 、主に南太平洋とアフリカ大陸の真下に多く観測されることが知らている。

 この地震波超低速度域の原因として、マントル底に重いマグマが存在る可能性指摘されていた。この重いマグマは、高温のマントル底に現在至るまで固化せずわずかに残っているという。四十数億年前の地球誕生時にを覆っていたマグマ海(オーシャン)の名残とも考えられている。


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東北大、東北大震災後の地殻変動を解明!“マントル粘弾性緩和”を観測!

 東北大震災、その後の地殻変動はどうなった?

 東日本大震災は、2011年(平成23年)3月11日(金)に発生した東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波、およびその後の余震により引き起こされた大規模地震災害である。

 あれから3年6ヶ月。ようやくほっとしたような感じがするが、東北の復興はまだ進んでいない。まだ10万人以上の方が仮設住宅で暮らしている。東北の地場産業である水産・食品加工業などは、14%しか回復していない。(2014年3月10日現在)

 科学的にも地震の発生時期は未だ予測できず、地面の下で何が起こっているかは、“謎”のままである。この地震はプレート境界型地震であり、太平洋プレートの上にある、大陸プレートにたまっていたひずみが元に戻ろうとして発生した。その後どうなったのだろうか?


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地球の潮汐力で起きる不思議な現象!月がレモン形に?内部に熱が発生?

 地球の潮汐力の影響を受け続ける月

 月というと地球の衛星であり、人類が初めて到達した地球以外の天体である。1969年7月20日、宇宙飛行士ニール・アームストロングおよびバズ・オルドリンがアポロ11号で月面に着陸した。月はどのような天体だろう?

 月の表面は、海と呼ばれる黒く見える35%の平原と、高地と呼ばれる65%の急峻な地形からなる。月には大気や水がほとんど存在しない。宇宙線や太陽風なども大気や磁場にさえぎられることなく月面に到達する。表面温度は、赤道付近で最高およそ110℃、極付近で最低およそ-170℃となっており、温度の差が大きい。

 月の内部は、アポロ計画によって月面に残されてきた地震計のデータと月の重力場や自転の研究により、全体が固体で構成されていると考えられている。月の中心は半径約450km以下の鉄の核を持つと予想されている。月の秤動の研究から、核は未だ熱く融けている状態であることが予想される。


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