地球の仕組み

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Essay ■ 3_193 核の水 1:間接的に
Letter■ 可能性のひとつ・信頼の失墜
Words ■ 北海道は秋めいてきました


(2021.09.30)
 宇宙は、探査機や望遠鏡などで、直接観測することが可能です。ところが、地球の深部は、直接観測することはできません。まして、検証作業は、なかなか難しいものです。地球内部は、身近なところにある謎なのです。


Essay■ 3_193 核の水 1:間接的に

 地球は層状の構造をしています。外側から大気、海洋、地殻、マントル、核が重なっています。生命の層は示しませんでしたが、海と陸と大気中で暮らしています。層としてみると、それらの層中に混じっていることになり、区別された層とはなっていません。しかし、生命以外の層は、他の層とは、明瞭な境界で区分され、独立したものになります。
 層構造の特徴としては、軽い(密度が小さい)ものが外側、重い(密度が大きい)ものが内側にあります。これは、重力的にバランスが取れている状態になっていることになります。それぞれの層を構成しているものは、大気は気体(窒素と酸素からなる空気)、海洋は液体(H2O)、地殻とマントルは岩石(珪酸の化合物からなる鉱物の集合)、核は外側に液体、内側が固体(いずれも金属鉄)となっています。
 私たち人類は、生命ですので、地球の表層に住んでいます。そのため身近にある地殻、海洋、大気は、試料が手にしやすいため、詳しく調べることができます。しかし、生活の場から離れるにつれて、試料の入手が困難になり、調べにくくなります。
 例えば、大気も地上から離れると、人が直接行けるのは高山くらいで、より上空は気象用バルーンや観測飛行機などで調べていきますが、入手できる試料はまばらになってきます。海洋でも、海面に近ければ試料はすぐに入手できますが、深くなってくると特殊な海水の採取器や潜水艇で調べるしかありません。深海底や海溝のような深海になると、調べるのは非常に困難な場となります。大気や海洋でも、生物の生活圏から離れていくと、試料入手が困難になります。
 地殻の表層部は地質学者が調査すれば、網羅的に試料の採取はできます。しかし、深部やマントルの試料は、造山運動や火山噴火にともなって深部の岩石が上昇しててきたものが例外的に入手できますが、試料の入手は不可能です。まして、マントル深部や核からの試料は入手は不可能です。
 地球深部は、間接的に調べるしかありません。間接的に調べる方法は、地震波や重力などの観測や、シミュレーション(計算機実験)なとがあります。地震波や重力の観測では、地球で起こっている現象に由来するものですから、観測でデータが入手できます。そのデータを解析することで、深部の状態を調べる方法です。
 一方、シミュレーションではコンピュータによって、深部の条件を方程式にして、どのような物質や状態になるかを数値として計算で求める方法です。計算結果を、現実のデータと照らし合わせることで、確かさを検証できますが、可能性を指摘していくことになります。
 シミュレーションの一種に、高温高圧実験があります。計算機を用いるものではありませんが、マントルや核をつくっている物質を、マントや核の条件にして、そこで物質がどのような状態になるかを調べるものです。
 高温高圧実験については、次回以降詳しく紹介しましょう。


Letter■ 可能性のひとつ・信頼の失墜 

・可能性のひとつ・
超高速超巨大なコンピュータ、
例えば、地球シミュレータや京、富嶽など
の利用で非常に精密な
シミュレーション(計算機実験)が
できるようになってきました。
しかし、その結果は、あくまでも、
いくつかの条件である方程式や計算式に基づいて
おこなわれた、可能性のチェックです。
それが唯一の結果と、
勘違いしないようにしないように
注意しなければなりません。

・信頼の失墜・
9月も終わります。
全国的に緊急事態宣言が出されてきましたが、
本当に10月には感染は
落ち着いてくれるのでしょうか。
人流は、緊急事態宣言でも、
あまり減ることがなかったようです。
これは、政府の政策の一貫性のなさで
国民の心が、政府から離れ、
信頼をなくしたたためでしょう。
この事態はいつ落ち着くのでしょうかね。


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