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2014年2月 3日 (月)

マントル・核の境界に「水」存在の可能性

 地球内部のマントル(深さ30~2900キロ・メートル)と核(深さ2900~6400キロ・メートル)の境界付近に、水を含んだ鉱物のある可能性が高いことがわかったと、愛媛大地球深部ダイナミクス研究センター(松山市)などの研究グループが発表した。

 グループは、地球深部における鉱物の安定性や構造変化を計算。1250キロ・メートルより深い領域でも、鉱物は新たな構造変化を起こすため、内部に水を含んだまま存在し得ると予測した。超高圧装置で深さ1400キロ・メートル(50万気圧)の地下環境を再現し、鉱物の構造変化を観察したところ、予測通りの変化を確認。さらに、鉱物は地球深部に多く存在するアルミニウムを取り込むことで構造が安定し、マントルと核の境界付近(130万気圧)の深さまでは水を含んだままでいられることもわかった。 これまでは1250キロ・メートルより深くなると、水は圧力と温度の上昇によって分解され、存在できないと考えられていた。科学誌ネイチャー・ジオサイエンス電子版に3日、論文が掲載される。

(2014年2月3日07時53分  読売新聞)
 地球の核ーマントル境界付近で存在可能性のある含水鉱物の存在について、ネイチャーに論文が掲載された模様です。
 記事タイトルでは「水」となっていますが、もちろんH2O分子の形で存在するわけではなく、鉱物の結晶中に-OH基として含まれる形で存在します。地殻や上部マントルの場合内では角閃石や雲母として水が存在します。最下部マントルでもこのような含水鉱物が存在するかどうかが、全マントルの物質リサイクルや核の構成を探る上で重要と成ってきます。
 核の主要構成物質はFe,Niですが、核の密度はこれらよりもやや低いため、軽元素が若干含まれているのではないかと考えられていますが、「水」が核マントル境界まで持ち込まれると成れば、水素がその有力候補となります。

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