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    地球は300億年冷え切らない

    2018.06.27 Wednesday

    先日大阪で大きな地震がありました。
    これを南海トラフの前兆だと言ってしまうのは多少強引な気がしますが、しかし南海トラフ地震がいずれ起こるのは確実です。
    それが明日か50年後かというだけの話です。
    地震を防ぐことはできないですから、いつか地震が来ることを前提に対策するしかありません。

    ・・・

    ところで地震はなぜ起こるのでしょうか。
    プレートの動きが原因であることはよく知られてますが、そもそもなぜプレートが動くかというと地球の中がまだ熱いからです。
    地球の中心部は太陽の表面に匹敵する5000度の高熱で、その熱が宇宙空間に逃げる過程でマントルが対流してプレートはそれに乗っかる形で動いてます。
    熱い味噌汁がお椀の中で対流してるイメージです。

    お椀の味噌汁はいずれ冷めますので、地球も同じようにいつか冷え切るはずです。
    ところが地球誕生から46億年も経ってるのに未だに冷え切っておらず、冷たいのは表面の薄皮だけで体積のほとんどは1000度を超えています。
    それだけ地球には膨大な熱が蓄えられているということです。

    では地球が完全に冷え切って人類が地震と火山の脅威から解放されるのはいつになるのか予想してみましょう。
    地球に残存してる熱を知る上でちょうど良い指標があり、それは内核のサイズです。
    現在の地球の核は液体の外核と固体の内核の二重構造になってますが、地球誕生当初は内核がなくて全て溶けてました。
    また、地球が冷え切ると核は全て固体になって外核が消滅します。

    ・・・

    核全体の体積は1764億km3あります。このうち76億km3が内核で、核全体の4.3%を占めます。
    内核の形成が始まったのは地磁気の痕跡から30億年前と考えられており、計算すると1年で2.53km3のペースで固化が進んできたことになります。
    液体が固体になる時に熱エネルギーを放出します。水やジュースを冷凍庫に入れてもなかなか凍りませんが、それは0度の水が0度の氷になる時に0度の水を80度のお湯にするのと同じだけの潜熱が放出されてるからです。
    この潜熱こそが46億年間プレートを動かし、地震や火山を活動させてきた原動力と言えます。

    いいですか、46億年経ってもたったの4.3%しか固まってないのですよ。
    計算すれば全部固まるのに666億年、その間核の温度は融点付近でほぼ一定に保たれることになります。
    ただ最近の研究によると地球の熱の半分は放射性物質の崩壊熱が起源となっているようですので、実際は半分の300億年くらいかもしれません。
    それでも60億年で太陽の寿命が来ることを考えるとその5倍も持つのです。

    地球が太陽の膨張を乗り切れるかどうかはわかりません。
    太陽が軽くなって軌道が外に移動するという理論に従えば大丈夫なはずですが、果たして60億年後も地球の軌道が円に近い軌道を描いてるかというと怪しいところです。
    木星や土星も太陽から離れるわけですから、その影響で軌道が不安定化して極端な楕円軌道に変形してるかもしれません。

    もし仮に飲み込まれなかったとすれば太陽が寿命を終えて白色矮星となった後も地球のプレート運動はずっと続くことになります。

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