地球の中心には「核（かく）」と呼ばれる部分があります。地球は大きく、地殻（ちかく）、マントル、核という3つの層に分かれていますが、特に「核」がどのような状態なのかは、私たちにとって非常に興味深い問題です。特に、地球の中心にある核は液体なのか、それとも固体なのか？という疑問がよく投げかけられます。
この記事では、地球の核について中学生にも分かりやすく説明し、実際に地球の核が固体なのか液体なのかについて詳しく解説します。地球内部の構造を理解するために重要なポイントをわかりやすく説明していきますので、ぜひ最後まで読んでください。
1. 地球の内部構造
地球の構造は、外側から内側に向かって、地殻（ちかく）、マントル、**核（かく）**の3層に分かれています。地球の核について詳しく理解するためには、まず地球全体の構造を簡単に知っておくことが大切です。
(1) 地殻（ちかく）
地殻は地球の最外層で、私たちが普段暮らしている土地です。厚さは約5〜70キロメートルで、岩石からできています。地殻は非常に薄い層で、地球全体の約1%の質量しか占めていません。
(2) マントル
地殻の下にある層がマントルです。マントルは、約2900キロメートルの深さまで広がり、地球の約84%の質量を占めています。マントルは固体ですが、非常に高温・高圧のため、ゆっくりと動きながら地表のプレートを動かす原因となっています。
(3) 核（かく）
地球の最も深い部分が核です。核は、外核と内核の2つの部分に分かれています。核は地球全体の質量の約30%を占めており、主に鉄（Fe）やニッケル（Ni）でできています。
2. 地球の核の構造
地球の核は、内核と外核の2つの層からなっています。それぞれの特徴を見ていきましょう。
(1) 外核（がいかく）
外核は、地球の中心から約2900キロメートルから5100キロメートルまでの範囲にあります。外核の主な成分は鉄とニッケルです。この層は非常に高温で、温度は約4000〜5000℃にも達します。この温度で、鉄やニッケルは溶けて液体になります。外核が液体であるため、外核の上にある固体の内核と区別されます。
(2) 内核（ないかく）
内核は、地球の中心から約5100キロメートル下にある、半径約1200キロメートルの領域です。内核は、非常に高い圧力と温度にさらされていますが、外核よりも温度がやや低いため、鉄は固体の状態を保っています。内核の温度は約5000℃〜7000℃に達するとも言われており、この部分は地球内部で最も熱い場所です。
3. 地球の核が液体か固体か？その決定的な証拠
地球の核が液体か固体かという疑問は、長い間解明されていませんでした。しかし、科学者たちはさまざまな方法を使って、この問題を解決しています。ここでは、核が液体か固体かを判定するための重要な証拠を紹介します。
(1) 地震波の伝わり方
地震波を使って地球内部の構造を調べる方法は、「地震学」と呼ばれ、非常に重要な研究分野です。地震が発生すると、地震波という波が地球内部を伝わります。この地震波には、主にP波（圧縮波）とS波（せん断波）の2種類があります。
- **P波（圧縮波）**は、固体も液体も通過できます。P波は地球内部をすべて通過します。
- **S波（せん断波）**は、固体を通過できますが、液体を通過することができません。S波は外核に到達するとそこで止まってしまいます。
このことから、S波が外核で止まることが分かるため、外核は液体であると判断されました。つまり、S波が通過しないということは、外核が液体である証拠となります。
(2) 地球の自転と外核の影響
地球の自転に伴って、外核の液体は回転運動をしていると考えられています。この回転が、地球の磁場を作り出す「ダイナモ効果」に関係しているとされています。外核の液体部分が回転しながら電流を生み出し、それが磁場を発生させるのです。この現象は、外核が液体であるからこそ可能となるものです。
4. なぜ外核は液体で、内核は固体なのか？
では、なぜ外核は液体で、内核は固体なのでしょうか？それは、主に「圧力」と「温度」の違いによるものです。
(1) 温度と圧力の関係
地球の内側は非常に高温ですが、温度だけでは物質が固体になるか液体になるかを決めることはできません。物質が固体や液体になるかは、「温度」と「圧力」の両方に影響されます。
- 外核の温度は非常に高く、約4000〜5000℃程度ですが、圧力があまり高くないため、鉄やニッケルは液体の状態になります。
- 内核の圧力は非常に高く、外核よりもはるかに高いため、温度が非常に高くても、鉄は固体のままでいられます。これにより、内核は固体の鉄で構成されることになります。
5. 地球の核の役割と重要性
地球の核が液体であることには、地球全体の活動にとって重要な役割があります。外核の液体は、地球の磁場を作り出す源となっています。この磁場は、地球を外部の有害な宇宙放射線から守る役割を果たしています。もしも外核が液体でなければ、地球の磁場は形成されず、地球上の生命にとって危険な環境となってしまったかもしれません。
また、地球内部の熱は、プレートテクトニクスや火山活動を引き起こす源となります。これらの活動は、地球の地形を変えるとともに、気候にも大きな影響を与えます。地球の核の状態を理解することは、地球全体の動きや変化を理解する上で非常に重要です。
6. 結論
地球の核は、外核と内核という2つの部分から成り立っています。外核は液体の鉄とニッケルからなり、内核は固体の鉄から成り立っています。外核が液体であることは、地震波の伝わり方や地球の磁場の形成などから確認されています。内核が固体であるのは、高い圧力によるものです。
地球の核が液体であることは、地球の磁場や内部活動にとって非常に重要で、私たちの生活に直接的な影響を与えています。地球の内部の理解を深めることで、より安全で環境に優しい生活を送るためのヒントが得られるかもしれません。
