地球
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構造
| 地球 | 気圏 | 外気圏 | 磁気圏 | |
| 熱圏 | ||||
| 電離圏 | ||||
| 中間圏 | ||||
| 成層圏 | ||||
| オゾン層 | ||||
| 対流圏 | 自由大気 | |||
| 大気境界層 | ||||
| 水圏 / 雪氷圏 / 土壌圏 / 生物圏 | ||||
| 地圏 | 岩石圏 | 地殻 | ||
| 地套 | ||||
| 岩流圏 | ||||
| メソスフェア | ||||
| 核 | 外核 | |||
| 内核 | ||||
以下に、地表からの距離に応じた領域の名称を示す。境界の高度（深度）に幅があるのは、位置又は時間によって境界が変化するためである。
- 100 km– : カーマン・ライン が示す宇宙の始まりの高度。
- 80・90 km–10地球半径 : 外圏。概ね 500 km 以下が地球大気圏である。
- 80・90–1,000 km : 上層大気。熱圏。
- 10–80・90 km : 中層大気。
- 0–17 km : 下層大気。対流圏。
- 0 km : 地表
- 0–150 km : 岩石圏
- 0–30・35 km : 地殻
- 6・35–2,891 km : マントル
- 6・35–670 km : 上部マントル
- 670–2,891 km : 下部マントル
- 2,891–6,371 km : コア
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[30]。
上部マントルには、地表面からの深さ100km付近に、地震波が低速になる層（低速度層、アセノスフェア）がある。この層は部分的に溶融していると考えられ、上部の相対的に冷たく硬い層とは物理的に区別される。アセノスフェアの上にあり、上部マントルの一部と地殻とから成るこの層を岩石圏（リソスフェア）という[31]。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。大陸プレートは海洋プレートより相対的に軽いため、海洋プレートが大陸プレートとぶつかるとその境界でマントル中に沈み込み、日本海溝のような沈み込み帯を造る。海洋プレートには海溝を伴うものと伴わないものとがあるが、これは海洋底拡大の期間の違いによると考えられる。海溝があるものは、海洋底拡大が始まってから年月が経っている。前記のように、プレートはマントル対流によって運ばれる。海溝を伴う海洋プレートはそうでないものより拡大速度が速い。これは、マントル対流の他に、沈み込んだプレートに引っ張られる効果が加わるためとされている。
海洋底の年代は、放射性元素による年代測定によると2億年以内である。これは海洋プレートがこの程度の期間を経た後、地球内部に潜り込んでしまうためである。これに対して、大陸プレートは大部分が現代から30億年前までの間に形成されており、地球の歴史を通じて形成・成長してきたものと考えられている。特に古いものは安定陸塊とも呼ばれ、最も古い部分は約44億年前に形成された。
核
中心核、コアとも言う。外核と内核に分かれ、液相の外核の半径は3480km、固相の内核の半径は1220kmである。外核は鉄とニッケルが主成分であると推定されているが、水素や炭素などの軽元素を10%以上含んでいるとしなければ、地震波速度と密度の説明ができない。内核は、地球内部の冷却に伴い、外核の鉄とニッケルが析出・沈降してできたとされており、現在でも成長が続いていると考えられている。ただし、内核の環境である320万気圧では金属鉄はその性質上固相を取るためともされる[31]。地球中心部の圧力は約400万気圧、温度は物質組成とエネルギー輸送過程に依存するため正確にはわからないが、約5000K - 8000Kと推定されている。
対流や地球自転などに起因する外核の金属流体の動きによって電流が生じ、この電流により磁場が生じると考えられている。これが地球磁場である。このように地球の力学的な運動と結びついた磁場発生・維持機構を、ダイナモ機構という[31]。
マントル
珪酸塩鉱物のマントルは深さ約2900kmまで存在し、地球の体積の83%を占めている[32]。マントル全体の化学組成は、必ずしもわかっているわけではない。上部マントルは、かんらん岩または仮想的な岩石であるパイロライトから成るとする考えが主流であるが、下部マントルについては輝石に近い組成であるとする説もあり、定まっていない。
マントルは核によって暖められ、また自らの内部にも熱源を持つ。そのため固相のマントルはゆっくりと対流（プルームテクトニクス）をしながら熱を地殻に運んでいる。地殻に近い位置ではこのマントル対流は起こらず、地殻と一体化するようなふるまいをしておりプレートテクトニクスという水平運動を起こす。マントルの動きは解明しきれず不明瞭な点が多い。深発地震が700kmより深いところではほとんど起こらない点から、対流運動が二層で独立している説も提唱されている一方で、観測技術の向上に伴い、従来の定説では地震が起こらないと考えられてきた深さ900km付近[33]でも地震が起きていることが判明したほか、岩石圏の沈み込みが核付近まで起こっているとの報告もあり、地震学的トモグラフィー法などにて構造推定が行われている[31]。
地殻との境には地震波速度が不連続に変化する層があり、モホロビチッチ不連続面（モホ面）という。
地殻
地殻とは地球の固体表面を指し、マントルと同じく珪酸塩成分から成る。地殻は熱伝導でしか地球内部の熱を伝えないため、マントルの対流と比べると効率が悪く、結果的に核やマントルの冷却を遅延させている[31]。
組成差や構造から大陸地殻と海洋地殻に分類される。表面の55%を占める海洋地殻は玄武岩質で、厚さは平均6km、平均密度は3.0g/cm3[34]である。固化形成は2億年以内となる。対して大陸地殻は花崗岩質で、厚さ20–70km（平均35km）、平均密度2.8g/cm3以下[35]と厚く軽い[31]。
地殻表面の構造は、プレート運動による造山運動や火山活動、大気と水による風化や浸食、堆積などによって決まる。
水圏
地球の地殻上に存在する水は、川や湖、氷河や極氷、海など多様な形態を取っており、総量は13億8900万km3に相当する。そのほとんどは塩水である海で、13億5000万km3に当たる。海水の平均温度は3.9℃だが、緯度による差が大きい上に、季節や層によっても変化を持ちながら大規模な流動を起こす。これは蒸発や降水などとともに水循環をもたらす[36]。
大気圏
地球を取り囲む大気は酸素を20.9%含み、これは他の太陽系惑星には見られない特徴である。大気圧は海面上を1気圧と定義され、上空に行くほど低くなる。水循環を担いほとんどの気象現象が生じる対流圏は、上空になるにつれ温度と大気密度は低下する。しかし約17kmを境に水蒸気が凝結を起こす領域（コールドトラップ）に入り、これより上空は非常に乾燥した成層圏となる。ここでは上空に行くにつれ気温は-60℃から上昇に転じる。また、水が無い環境のため紫外線によって酸素からオゾンが作られる領域（オゾン層）が20–50km付近に広がる。これが太陽紫外線の短波長を吸収し、地表の生命を護る役目と成層圏を暖める機能を持つ[37]。また、成層圏は水を拡散させないため、地表の水が宇宙空間に拡散し失われることを防ぐ機能を持つ[38]。
上空90kmの成層圏上域からは高度につれて温度が下がる中間圏に入り、ここからは電離層に当たる。温度低下は上空90kmで再び上昇を始め、この領域は熱圏と呼ばれる[38]。
磁気圏
地球磁場は平均3–7/105kTであり、地球の外側まで展開している。この磁場は太陽から吹き付けるプラズマの風（太陽風）とぶつかり、干渉する面（衝撃波面–磁気圏境界面）を形成しながら太陽方向では押しつぶされて地球半径の約10倍、夜側では1000倍程度の閉じた領域を持つ[39]。
20世紀になり、地殻上空約100kmに電波を反射する層（電離層）が発見され、これが長距離通信を可能としたことから磁気圏の研究が進んだ。電離層は大気がイオンと電子に分離している層であり、90–300kmの領域ではオーロラが発生する[22]。
注釈
出典
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w 理科年表 2022年版 天文部 pp. 78–79.
- ^ a b c d e f 理科年表 2022年版 天文部 p. 77.
- ^ a b c d e 理科年表 2022年版 天文部 p. 87.
- ^ Cohen, K.M., Finney, S.C., Gibbard, P.L. & Fan, J.-X. (2022年2月). “The ICS International Chronostratigraphic Chart” (PDF). 国際層序委員会 (International Commission on Stratigraphy, ICS). 2022年4月28日閲覧。
- ^ a b c d e 広辞苑 第五版 p. 1706.
- ^ “特異な惑星・地球”. 岐阜大学教育学部地学教室. 2009年2月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月24日閲覧。
- ^ 黄河清 (2005年5月26日). “利瑪竇対漢語的貢献(5)” (中国語). 中華网. 2016年8月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年8月20日閲覧。
- ^ 黄河清. ““天球”、“地球”、“月球”、“星球”考源” (中国語). 華語橋. 2017年1月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年9月7日閲覧。
- ^ “今而知地毬之永，大抵不過一万二千年而已……顧虚空界中非止一地毬也。”清. 王韜. 《答強弱論》
- ^ “談地球各国之幅員者，向以俄国第一， 英国第二， 中国第三， 美国第四， 巴西第五。”清. 薛福成. 《出使四国日記・光緒十六年十一月二十五日》
- ^ 曹一 (2010). 由清代筆記看西方地圓説在中国傳播困難之原因. 広西民族大学学報(自然科学版). p. 40-44
- ^ 鄔国義 (2012). 《申報》初創:《地球説》的作者究竟是誰?. 華東師範大学学報
- ^ 小関武史「明治の日本が作り出した新しい言語」『一橋法学』第3巻第3号、一橋大学、2004年、1001-1012頁、doi:10.15057/8702、2020年1月2日閲覧。ISSN 1347-0388
- ^ 陳力衛「和製漢語と中国語」『比較日本学教育研究センター研究年報』第8巻、2012年、217-222頁、2017年9月7日閲覧。
- ^ “和漢三才図会 天文 17項”. 和漢三才図会 天文 17項. 2020年1月2日閲覧。https://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/898160
- ^ 1956年、アメリカのパターソン (Patterson C.) によって、隕石中の鉛の同位体元素の測定（池谷仙之・北里洋著『地球生物学 —地球と生命の進化—』）東京大学出版会 2004年 32ページ。
- ^ 1969年、アポロ11号が持ち帰った月の石の最も古い放射年代値（池谷仙之・北里洋著『地球生物学 —地球と生命の進化—』）東京大学出版会 2004年 32ページ
- ^ 松井『地球』 pp. 81–96, 4. 地球の年齢
- ^ 「徹底図解 宇宙のしくみ」、新星出版社、2006年、p. 46.
- ^ 井田・小久保 pp. 10–13, 太陽系の特徴。
- ^ a b 大澤直「Ⅰ.金属の科学 1.金属とは」『金属のおはなし』（第一版第四刷）日本規格協会、2008年（初刷2006年）、11-35頁。ISBN 978-4-542-90275-6。
- ^ a b c d 理科年表 2022年版 地学部
- ^ 「天文学入門 星とは何か」、丸善出版、p. 31. ISBN 978-4-621-08116-7
- ^ 恒星日 美星天文台
- ^ 『ニュートン』 pp. 150–151, 潮汐によって1日は長くなり、月は遠ざかる。
- ^ 「天文学入門 星とは何か」、丸善出版、p. 32. ISBN 978-4-621-08116-7.
- ^ a b 理科年表 2022年版 地学部 p. 601.
- ^ “アーカイブされたコピー”. 2012年11月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年6月3日閲覧。
- ^ Maupertuis, P. L. (1738): La figure de la terre: déterminée par les observations de Messieurs de Maupertuis, Clairaut, Camus, Le Monnier, de l'Académie royale des Sciences, & de M. l'abbe Outhier, correspondant de la même académie, accompagnés de M. Celsius, professeur d'astronomie a Upsal, faites par ordre du Roy au cercle polaire, De l'Imprimerie Royale, Paris
- ^ T. レイ、T. C. ウォレス 著、柳谷俊 訳『地震学 上巻』古今書院、2002年。ISBN 4-7722-3015-7。
- ^ a b c d e f 松井『地球』 pp. 30–36, 1. 地球科学システム、3. 地圏。
- ^ 福岡正人. “地球科学用語集【ま行】マントル”. 地球資源論研究室. 広島大学大学院総合科学研究科. 2010年3月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月18日閲覧。
- ^ M5.9 - south of Panama Archived 2015年12月22日, at the Wayback Machine.
- ^ 福岡正人. “地球科学用語集【か行】海洋性地殻”. 地球資源論研究室. 広島大学大学院総合科学研究科. 2010年5月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月18日閲覧。
- ^ 福岡正人. “地球科学用語集【た行】大陸地殻”. 地球資源論研究室. 広島大学大学院総合科学研究科. 2009年5月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月18日閲覧。
- ^ 松井『地球』 pp. 28–29, 1. 地球科学システム、3. 水圏。
- ^ a b 松井『地球』 pp. 52–55, 2. 地球環境問題、2.オゾン層の破壊
- ^ a b 松井『地球』 pp. 24–28, 1. 地球科学システム、2. 大気圏。
- ^ a b 松井『地球』 pp. 22–24, 1. 地球科学システム、1. 磁気圏。
- ^ 松井孝典ほか『岩波講座地球惑星科学 1 地球惑星科学入門』岩波書店、1996年。ISBN 4-00-010721-6。
- ^ a b 理科年表 2022年版 天文部 p.82
- ^ a b c d e f g h 松井『惑星』 pp. 13–29, 1. 人類の住む星－地球－。
- ^ 井田・小久保 pp. 91–94, 地球と月の潮汐変化。
- ^ 井田・小久保 pp. 99–102, やさしい気候。
- ^ “Mystery Mini Moons: How Many Does Earth Have? Discovery News”. 2013年2月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年2月8日閲覧。
- ^ “2006 RH120 ( = 6R10DB9) (A second moon for the Earth?) Great Shefford Obsevatory”. 2015年2月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年2月8日閲覧。
- ^ 理科年表 2022年版 地学部 p. 605.
- ^ ニュートン (2011-10) p. 124, プラネット・アース 地熱の半分は、地球誕生のころのなごり
- ^ オレイニコフ p7-15 Ⅰ.地球進化を探る 1.地球の誕生をめぐって
- ^ 松井『地球』 pp. 154–168, 7. 太陽系起源論、1. 太陽系起源論。
- ^ a b 松井『地球』 pp. 97–118, 5. 地球の歴史。
- ^ a b c 松井『地球』 pp. 178–200, 8. 地球の起源と進化、1.大気・海洋の起源。
- ^ “プレート・テクトニクスの始まり”. 岐阜大学教育学部地学教室. 2009年7月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月24日閲覧。
- ^ オレイニコフ p21-35Ⅰ.地球進化を探る 3.地球大気の形成
- ^ a b c 松井『地球』 pp. 61–80, 3. 地球圏の変動。
- ^ 『ニュートン』 pp. 38–39, 1.太陽系とは 地球のエネルギー収支
- ^ 『ニュートン』 pp. 40–43, 1.太陽系とは 太陽と地球大気、太陽と海洋循環
- ^ 星の生命居住可能領域、従来説より大きい可能性 仏研究 アーカイブ 2014年1月11日 - ウェイバックマシン AFP通信、2013年12月13日、2014年2月27日観覧[信頼性要検証]
- ^ 20億年後「地球を継ぐ」のは微生物 アーカイブ 2013年7月6日 - ウェイバックマシン AFP通信、2013年7月2日、7月6日観覧[信頼性要検証]
- ^ 発行者：田口恒雄「惑星の顔を決める大気流出」『別冊 日経サイエンス 見えてきた太陽系の起源と進化』日経サイエンス、2009年、134-142頁。ISBN 978-4-532-51167-8。
- ^ ニュートン2016年4月号 p. 134 株式会社ニュートンプレス
- ^ 大林太良ほか『世界神話事典』角川書店、2005年、48頁。ISBN 4-06-149006-0。
- ^ a b c d 村上 p189-201 14地球を測る
- ^ 村上 p79-93 6.天文学的モデル
- ^ 森毅『数学の歴史』（第十二刷）講談社、1994年（初版1988年）、54頁。ISBN 4-06-158844-3。
- ^ a b 村上 pp. 94–106, 7.西欧世界の成立
- ^ 岡崎勝世『聖書vs.世界史』講談社〈講談社現代新書〉、1996年、54-55頁。ISBN 4-06-149321-3。
- ^ 増田義郎『コロンブス』岩波書店〈岩波新書〉、1979年、86頁。OCLC 32004645。全国書誌番号:79031181。
- ^ 村上 p120-132 9.コペルニクスの登場
- ^ 村上 pp. 133–147, 10.ケプラーの宇宙観
- ^ 村上 pp. 148–160, 11.ガリレオと望遠鏡
- ^ アイザック・アシモフ『化学の歴史』筑摩書房〈ちくま学芸文庫〉、2010年（初版：河出書房1967年）、23,172-173,179頁。ISBN 978-4-480-09282-3。
- ^ 平ら pp. 18–28, I. プレートテクトニクスの創造 1.大陸移動説から海洋底拡大説へ
- ^ 平ら pp. 28–37, I. プレートテクトニクスの創造 2.モホール計画
- ^ 平ら pp. 122–136, IV. 新しい地球観の構築 3.地球システム科学への道のり
- ^ a b 塩谷雅人. “人工衛星からの地球環境モニタリング” (PDF). 国立大学附属研究所・センター長会議. 2013年6月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年5月4日閲覧。
- ^ 平ら pp. 58–65, II. 日本列島とプレートの沈み込み 1.プレートの沈み込みと地震活動
- ^ 松井『地球』 pp. 120–125, 6. 比較惑星学、1. 比較惑星学とは。
- ^ 平ら pp. 137–192, V.「ちきゅう」の建造と運用
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