地球の中心の高温のマグマのエネルギー源は？

質問

地球の中心って鉄やニッケルがドロドロに溶けた非常に高温な状態にあると聞きました。
１）これが一部地上に噴出したのが火山噴火、マグマですか？

２）是非質問したいのは、なぜ鉄が溶けるほどの高温になっているのでしょうか？エネルギー源はなにでしょうか？

2a)とても高圧なので温度が上昇しているのでしょうか？でも熱は逃げていくわけですから、なにかしらエネルギー源が必要ですね？

2b)重力で地球が縮んで重力エネルギーが解放されて熱になっているのですか？　そうすると何億年後には地球は今よりも小さくなってしまうのでしょうか？

当方は地学は専門外ですが、大学程度の物理学の知識はあると思います。

回答No.1

char2nd · ベストアンサー

1) マグマが生成されるのは、核ではなくマントルです（実際には、核とマントルの境界部分にあるマグマだまりで生成される、と考えられている）。
http://www.ailab7.com/magma.html
http://page.freett.com/kiguro/zzz/z-kagaku/maguma.html

2) もともと地球が形成される段階で高温だったのが、表面付近から冷え始めて現在の様な状態になった、と考えられています。
　しかし、外側が冷えて固まったため、ほぼ密閉されるような形となり、中心部分は当時の熱をまだ持っていると思われます。

2a) 中心核の熱は少しずつ外側に逃げています。それが火山活動などの現象で現れているのです。
　ただ、もともと持っていた熱量が大きいので、まだ保持し続けている、ということのようです。別に外部からエネルギーが与えられている、というわけではないようです。
　又、核自体を構成する物質が熱を下げない性質があると考えられています。

2b) 重力の影響も考えられるでしょうが、上記のように直接的なものではないようです。

http://www1.tecnet.or.jp/earth/3Mecha/3_17.html
http://www.sci-museum.kita.osaka.jp/news/text/2000/e000601.html

補足

すばやいご回答ありがとうございます。

４６億年たっても冷え切ってないのですか？

１）すると数十億年前はとても核は今よりもずっと高温だった？　地球の表面への影響はなかったのですか？　地表の温度が今よりだいぶ高かったとか？

２）まだ核と地表の温度が熱平衡に達して無いということですね。　すると将来、熱平衡に近づくと、核が冷えて、その分地表の温度が上昇するなんてことはないですか？

回答No.5

jun1038

おはようございます。前の回答者の皆さんと一部重なるところもあると思いますが。

＞１）これが一部地上に噴出したのが火山噴火、マグマですか？
○外核は確かに鉄を主成分とする液体状態だと思われていますが、マグマは岩石質です。マグマは上部マントルの一部が部分溶融したものと思われています。ただ、その溶融には核からの熱も関係するとは思いますが。
１）の答えとしては、「違います」が答えになります。

＞２）なぜ鉄が溶けるほどの高温になっているのでしょうか？エネルギー源はなにでしょうか？
○地球生成時の重力の位置エネルギー（微惑星の衝突など）と、ウラン・トリウム・カリウムなどの放射性元素の崩壊熱です。

＞2a)とても高圧なので温度が上昇しているのでしょうか？でも熱は逃げていくわけですから、なにかしらエネルギー源が必要ですね？
○高圧と高温は必ずしも対応しません。月の中心部はそれなりに高圧ですが、月は中心まで冷え切っていると思われます。岩石は熱伝導率が低く、また地球の質量が巨大なので冷えにくいです。ただ、地球生成時の熱だけでは数億年程度で冷え切ってしまうという報告を読んだ記憶があります。それを補うのが前述の「放射性元素の崩壊熱」です。

＞2b)重力で地球が縮んで重力エネルギーが解放されて熱になっているのですか？　そうすると何億年後には地球は今よりも小さくなってしまうのでしょうか？
○重力エネルギーの解放は主に地球生成時に起こりました。ですから現在の地球がどんどん縮んでいくのはあまり考えられません。温度の低下とともに熱収縮するとは思いますが微々たるもので、それを考えるなら火山噴火による地殻物質の生成で固体地球の表面近くがスカスカ状に脹らんだりすることや、流星物質の落下（１日で1トンくらいとか？）による体積の増加なども考えなければならないと思います。

それでは。

回答No.4

sekisei

１）についてはすでに回答がありますが、さらに言うとマントルの中でも軽い成分やプレートの沈み込みで進入した水分などと混合されたものです。

２）については、地球誕生時の熱と重い放射性物質の崩壊熱によるものです。
ですから2aと2bについては上記の通りです。

確かに過去はもっと中心核は高温だったでしょうが、地表の気温への影響度はほぼないと思います。
それよりも太陽の熱や大気の二酸化炭素の濃度などの方が支配的だと思います。

過去は今よりもっと高温だった時代や低温だった時代などいろんな気温の変動を経験してきています。
そして大気の温度の影響は地下にはほとんど影響はないでしょう。
地下に深く潜ると季節の気温変動の影響がなくほぼ温度は一定になります。

回答No.3

春原 なの（@ymda）

地球の中心である核は、外部からの圧力により約400万気圧と推定されているようですが、これにより地球の内部温度が維持されているものです。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%82%A2_%28%E5%9C%B0%E7%90%83%29

その他、最近、地球温暖化で騒がれていますが、地球の地表が1度上がると、核の部分が15度あがるという論文もあり、この核の耐久温度によっては、地球自身が爆発してなくなるのでは？という懸念も一部ではされています。

http://sci-e-research.com/geophysics_ja.html

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%82%A2_%28%E5%9C%B0%E7%90%83%29

回答No.2

eversnow

１）については、半分あたってるかな？詳しく書きますと、地球の内部は、外側から、地殻・マントル・コア、という部分に分けられます。
マントルは温度が高い岩でできていますが、その一部が溶けて「マグマ」と呼ばれているものになります。マグマは、地面の裂け目に入り地表に向かって上昇してきます。途中で地下に一度溜まります。このことを、「マグマだまり」と呼ばれています。そこにマグマがたまってくると、マグマの圧力が上がり、これに地面がたえきれなくなって、外に吹き出す。それが「噴火」となります。

２）こちらについては、なぜ熱を持っているかといいますと、地球という惑星ができるにはいくつもの小惑星が衝突しくっついて来ました。その衝突したときのエネルギーが熱となり今現在も冷え切らず残っているだけと言われております。ですので、近い将来なのか遠い将来なのかは解りませんが、いつしかはその熱が冷え切ると考えられております。

補足

すばやいご回答ありがとうございます。

４６億年たっても冷え切ってないのですか？

１）すると数十億年前はとても核は今よりもずっと高温だった？　地球の表面への影響はなかったのですか？　地表の温度が今よりだいぶ高かったとか？

２）まだ核と地表の温度が熱平衡に達して無いということですね。　すると将来、熱平衡に近づくと、核が冷えて、その分地表の温度が上昇するなんてことはないですか？