No.3 地球を構成する物質

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地球はどのような元素から出来ているのでしょうか


 ①地球全体の化学組成
 地殻、マントル、核を構成する物質をミクスチュアにしたときの地球全体のおよその化学組成は、下の表になります。

元素記号
質量パーセント
Fe 35%
O 29%
Si 14%
Mg 13%


 

(おことわり:語呂合わせは,「数研出版 チャート式 地学」によるものです。)

②地殻 地殻の化学組成は大陸海洋で異なっています。大陸地殻は厚さ30~50km,花こう岩質岩石からなる上部地殻と、玄武岩質岩石からなる下部地殻の2層構造になっていると考えられています。 一方、海洋地殻は厚さ5~10kmの玄武岩質岩石の1層からなっていると考えられています。 地殻全体をならしたときの元素は、多い順に「O(酸素)>Si(ケイ素)>Al(アルミニウム)>Fe(鉄)>Ca(カルシウム)>Na(ナトリウム、別名ソディウム(ソーダ)>K(カリウム)>Mg(マグネシウム)>Ti(チタン)」(クラーク数)となっています。100以上の元素が知られていますが、わずかに9元素で地殻のほとんどを構成しています。O(酸素)、Si(ケイ素)が多いのは、ほとんどの鉱物がSiO4 四面体をその内部構造に持っているからです。

③マントル 
 マントルとはマント(袖無し外套)と同じ意味で、「何かを包む」ものとなります。つまり、地球においては、核を包んでいる部分となります。マントルは上部と下部に分けられ、上部マントルは「かんらん岩」からなると考えられています。
 ところで、マントルの地球全体に占める割合はいくらぐらいだと思いますか。意外にも大きくて驚くでしょう。厚く見積もって50kmの地殻は、地球の半径の1%にも達しません。ですから、地殻の体積を無視し、以下のように計算すると、何とマントルは地球の80%以上を占めていることが分かります。

 ④核
 外核はS波を伝播しないので液体の鉄、内核はP波を反射することから固体の鉄と考えられています。

 

 

 今から約46億年前、微惑星の衝突・合体を繰り返し原始地球として誕生しました。その時の微惑星の衝突エネルギーで地球は高温状態になり、地球はどろどろに溶けたmagma ocean(マグマの海)となりました。


 鉄やニッケルなどの密度の大きい(≒重い)物質はは地球の中心へと沈んで核となり、密度の小さい物質がマントル、さらに密度の小さい物質は地殻になり、層状構造を形成していったと考えてれています。


 Fe 35%、O 29%、Si 14%、Mg 13%の元素組成を持つ地球外物質は石質隕石です。

accumulate、deposit/sediment、mass、mud、erupt(eruption(n))、formation、

material、chemical component、crust、mantle、core、continental、continent(n)、

oceanic、ocean(n)、reflect、liquid、solid、