チバニアンは、磁場が反転した証拠の地層|地球が磁石になっている理由

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地球の磁場が反転する証拠となる地層(チバニアン)は、凡そ77万年前の地質の境界を示す基準地として国際地質科学連合から指定されました。日本の地名では初めての快挙です。この記事では、地球が巨大な磁石になる有力な推測メカニズムを紹介しています。

▼目次

1.チバニアンは、磁場が反転した証拠の地層

千葉県市原市には、地球の磁場が反転した証拠になる地層(チバニアン)があります。

チバニアンは、国際地質科学連合に国際標準となる基準地の地層(約77万年前の地質の境界を示す基準地)として指定されました。
地球には北極と南極があって、磁石も決まった方向を指します。

惑星が磁場を持つには、ある程度条件がそろわないとできません。地球に似ている火星でさえ、現在は磁場をもっていません。

地球の磁場については当たり前のことと捉えていて、考えたこともありませんでした。これを機会に知りたくなって、色々と調べました。

尚、「鎌田浩毅(かまたひろき)著の地球の歴史(中)」や朝日新聞記事等から専門的な知見などを拝読させて頂きました。これらの内容から、わかり易い表現で説明を試みています。

 

2.地球が磁石になる理由

地球が磁石になる理由は、古くから研究されていますが、まだ確実な証拠は見つかっていません。但し、地質学などの研究者は、地球が磁場を持つ仕組みを次のように予測しています。

 

2-1.地球が磁場を持つ仕組み(予測例)

地球が磁場を持つ仕組みは、次のように予測されています。

  1. 地球は、中心から内核、外核、マントル、プレート、そしてプレート上の海や陸地で構成されています。
  2. 内核は6,000℃と高温の個体、その上の外核は5,000~6,000℃の液体の層で、さらに外核の上のマントル層(個体)の温度は、2,000~3,000℃と言われています。

液体の外核は、温度差の大きな層に挟まれているため、絶えず対流しています。(空気の場合は、地上付近の暖かな空気は上昇して、上空で冷やされると下降します、これと同じです)

 

さらに、地球は自転しているので、外核の対流も自転の影響を受けています。

このような影響を受けるため、対流を起こす外核は、金属のため電流が流れます。そして、電流が流れると、磁場を生じます。(電磁誘導の法則)

 

こうして、地球は巨大な磁石になります。

尚、対流現象を実際に見ることはできませんが、スーパーコンピューターでシミュレーションした結果、外核は、薄いシート状の対流構造をしていることが判ってきました。(上記予測の根拠です。)

 

3.チバニアンで見られる地磁気の反転が起きる理由

断層

断層

チバニアンでは、泥の中に含まれている磁鉄鉱という鉱物が堆積した時の磁場を保っています。この特性を利用して磁場を測定しています。その結果、トータル57メートルにおよぶ地磁気の反転層が確認されました。

地球の歴史上は、地磁気の反転は360万年間に少なくとも11回は反転したものと考えられています。

但し、地磁気の反転メカニズムは、まだ判っていません。

推測では、何かの刺激で外核に流れる対流の一部が逆流した時に、それが影響して外核全体の逆流につながり、地磁気が反転したものと考えられています。

 

4.まとめ

地球が大きな磁石になって地磁気を持つ理由は、明確ではありませんが、予測では、地球内部の液体の金属層(外核)が対流するため、地磁気が生じていると考えられています。

地球の磁場は、生物の発生に大きな影響を与えていると言われています。さらなる研究の進展に期待しましょう。