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、鉱物の結晶中に含まれる形で存在します。マントル内の比較的浅いところでは角閃石や金雲母の中の-OH基として水が含まれます。角閃石は約75km、金雲母は約200kmより深くなると安定ではなくなり、化学式にHが含まれる他の含水鉱物も300kmより深いところでは安定ではなくなります。それより深いところではかんらん石や輝石のFeやMgを置き換える形でわずかに含まれています。水の存在はマントル対流に大きく影響するため、最下部マントルの構成鉱物がどのくらい水を含みうるか、また実際に含んでいるかを解明すること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なってきます。

　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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