希土類磁石（ネオジム(ネオジウム)磁石、サマコバ磁石）、フェライト磁石、アルニコ磁石、など磁石マグネット製品の特注製作・在庫販売

2024年7月配信

地球磁場の誕生

＜地球の内部構造とコアの生成＞

地球は「地殻」、「マントル」、「コア（中心核）」の3層構造になっています。地球の中心部の温度は5500℃近くにもなります。地球表面の地殻は5～70kmの厚さの層で、花崗岩、安山岩、玄武岩などの岩石でできています。その下の2800kmにおよぶ厚いマントルは、パイロライトと呼ばれるかんらん石などの塊ですが、上部には比較的やわらかい層も存在しています。ただし、マントルの中にはプレート境界付近でマントルの一部が溶融した状態の「マグマ」も存在しています。

地球のコアは固体金属でできた「内核」と液体金属でできた「外核」の2層構造です。コアがなぜできたかといいますと、地球形成時に火星サイズの小惑星が地球に衝突したいわゆる「ジャイント・インパクト」により地球のマントルが大規模に溶融し、「マグマオーシャン」が出現しました。このマグマオーシャンの中を金属鉄が中心部へと落下し、コアが形成されたとされています。

＜地球内部の大量の水と水素＞

地球のコアは主に鉄でできていて、そのほかに軽い元素を多量に含んでいることが地震波の観測結果から明らかになっています。コアの密度が100％鉄でできている場合に比べて10％ほど小さいのです。この密度の差は、軽元素をたくさん含んでいるから生ずるものです。

しかし、コアに含まれている軽元素を突き止めるのは簡単ではありません。ところが、2014年1月、東京工業大学を中心とした研究グループがその軽元素は「水素（H）」であることをつきとめました。

それでは、この水素はどこからきたものでしょうか。実は、地球がマグマオーシャンになっていた時期に、水や氷を含んだ大量の小惑星や隕石がマグマオーシャンに降り注ぎ、その水や氷の一部はのちの海洋となりましたが、大部分（90%以上）は高温高圧化の元で、金属鉄と反応して「金属水素化物（水素化鉄：FeH）」となって、金属鉄とともにコアを形成してゆきました。また、冷えたマントルにも水や水素が残されました。宇宙からの水の量は、降り注いだ隕石の推定総量と水の含有量から計算されます。

次図は東京工業大学による、原始の大気、マグマオーシャン、地球のコアに対する水（水素）の分配率を示しました。マグマオーシャンの中には溶けた金属鉄が含まれていて、この金属鉄が地球の中心に落ち込んでいき、金属の核（コア）を形成しました。水（水素）は、原始大気に1、マグマオーシャンに100、金属コアに2000、の割合になります。