地球の内部構造
地球の内部は直接見ることができません。しかし地震波の伝わり方を調べることで、内部が層状に分かれていることがわかっています。
基本知識
地球の内部は表面から順に次の4層に分かれます。
①地殻: 地表からモホロビチッチ不連続面(モホ面)まで。大陸地殻の厚さ約30〜60 km、海洋地殻は約5〜10 km。主成分は岩石(花こう岩・玄武岩質)。密度約2.7〜3.0 g/cm³。
②マントル: モホ面から深さ約2900 kmまで。体積は地球全体の約80%を占める最大の層。かんらん岩質。密度3.3〜5.6 g/cm³。固体だが超高温高圧のため数百万年オーダーでは流動する(対流)。
③外核: 深さ約2900〜5100 km。液体の鉄(Fe)とニッケル(Ni)。密度10〜12 g/cm³。S波が通過できないことから液体と判明。
④内核: 深さ約5100 km〜地球中心(6371 km)。固体の鉄とニッケル。密度約13 g/cm³。
地殻とマントル最上部を合わせた固い岩石の層をリソスフェア(岩石圏)といい、その下のやわらかい部分をアセノスフェアといいます。
地殻（最外層。大陸:30〜60 km / 海洋:5〜10 km）
モホロビチッチ不連続面(モホ面)（地殻とマントルの境界）
マントル（深さ〜2900 km。かんらん岩質・固体だが流動）
外核（深さ2900〜5100 km。液体 Fe-Ni。S波通過不可）
内核（深さ5100 km〜中心。固体 Fe-Ni）
リソスフェア（地殻+マントル最上部。厚さ約100 km）
アセノスフェア（リソスフェアの下。軟らかく流動しやすい）
深掘り
地球の内部構造を解明したのは地震波のおかげです。1909年にクロアチアの地震学者モホロビチッチが地殻とマントルの境界(モホ面)を発見し、1914年にグーテンベルクが外核との境界(グーテンベルク不連続面・深さ2900 km)を、1936年にレーマンが内核の存在を発見しました。
外核の液体鉄が対流することで地球磁場が生じていると考えられています(ダイナモ理論)。外核が液体であることは、S波(横波)がそこを通過できないという観測事実から判明しています。
- 地球内部: 地殻→マントル→外核→内核
- モホ面=地殻とマントルの境界
- 外核=液体 Fe-Ni (S波通過不可)
- 内核=固体 Fe-Ni
- リソスフェア=地殻+マントル最上部(厚さ約100 km)
- マントルは固体だが長期的に流動する
注意点
① 外核が液体、内核が固体。逆にしない。② マントルは固体であるが、非常に長い時間スケール(数百万年)では流動する。「マントルは液体」は誤り。③ モホ面は地殻の下面であり、深さは大陸と海洋で大きく異なる。
練習
- 地殻とマントルの境界面を何というか。
- 外核が液体であることは、何という地震波の性質から判断できるか。
- 大陸地殻の厚さはおよそ何kmか。