地球についての質問です。

質問

地球内部構造の解明に役に立つ手法は何かありますか？

また、なぜ地球の外核は液体であるのですか？

回答No.2

moto_koukousei · ベストアンサー

レントゲンが人体や物質を通り抜けるときに物質の影響を受けることを利用して、人体や物質の内部を調査することが可能なように、あるいは超音波振動が物質の密度境界面で反射することや密度の違いが伝搬速度に影響することを利用して、超音波による内部構造画像検査をすることが可能なように、物体内部を通過するものを利用すれば、地球の内部の調査も可能です。
そのためには、地球内部を通過するものを探すこと、地球の内部を通過するものを放出する機構を作ること、地球内部を通過するものを検出する仕組みを作ること、検出した信号を解析するソフトウエアの開発、内部の物質が地球内部を通過するものにどのような影響を与えるのかの物理の理論的根拠を研究することが必要です。

地震動による研究もまだ現在進行中です。　またニュートリノに注目した研究も始まっています。

地球内部を通過するものがどのようなものでも、振動、ニュートリノなどと種別をいっているだけでは、なにも進みません。
構造解明には、色々な手法を磨き上げていく必要があります。

1896年に指輪をはめた手のＸ線写真（骨が写っている）の発表、1972年にＣＴ撮影装置発表までには、各種の技術開発が必要であり、コンピュータの利用技術も必要です。数学的手法の開発は必要不可欠です。特に人体などＸ線透過体の物理的な研究も欠かせません。そうした物理的研究がなければ、数学的手法とコンピュータ技術、ディテクターの改良だけでは、画像が得られても、物質や物質の状態の解明には届きません。地球の内部の解明には、宇宙元素や隕石、微惑星、月、他の惑星、太陽など天体の研究から得られる知見や、火成岩、玄武岩、プレートなどの研究、地磁気の研究、鉄などの金属の高圧高温での相転移実験、そうしたことの総合で、確からしいことに少しづつ地球内部の構造解明に近づけるのでしょう。

構造解析　（物質と応力変位に関する基礎的知見をベースにしての構造解析です）
構造物に対して静的および動的な荷重を与え、変位や応力を有限要素法（Finite Element Method）を利用して求める解析です。
変形を線形と仮定した線形静解析、大変形・大ひずみ現象を解析する非線形解析、構造物の固有振動数や変形モードを求める振動解析等があります。

振動解析、地震の研究は重要な手法ですが、必要な手法の一部です。
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/chikyu/chikyunokozo-02.htm
http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~hacto/KatsuraLecture1.pdf
http://www.jamstec.go.jp/chikyu/jp/CHIKYU/index.html
http://www.j-desc.org/modules/tinyd3/rewrite/uploads/docs/PDF/J_DESC_NL_vol.3.pdf
数学や科学に関する専門的手法を使えることを前提にした上で、非常に広範な分野の手法を新規に開発、改良することが、地球内部構造の解明に役に立つと思います。

KamLAND
地下 1000 m （カミオカンデ跡地）に設置した 1000 トンの液体シンチレーターで満たした直径 13 m の球状容器に入射するニュートリノを観測する。ニュートリノと反ニュートリノを識別することが出来る。2002年観測開始。150 から 200 km 離れた原子炉の核分裂反応で発生する反ニュートリノ（電子型）を検出し、原子炉のデータから予測される発生数、エネルギー分布と比較して反ニュートリノのニュートリノ振動を初めて確認した（2002年、2004年）。2005年には地球内部で発生した反ニュートリノの観測結果を発表、地球の内部構造を理解するための新たな手段となる可能性を示した。

ニュートリノが地球内部を通過するとき地球内の物質の影響を受けることを利用すれば、
http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/pub/master/iyogi-master.pdf

http://www.pwri.go.jp/team/tishitsu/apparatus.htm

お礼

大変詳しい説明ありがとうございます。
僕にはちょっと難しい説明もありましたが・・・(^^ゞ
ありがとうがございました。

回答No.1

ymmasayan

>　地球内部構造の解明に役に立つ手法は何かありますか？
地震波の伝達速度の解析が大部分のようです。

>　また、なぜ地球の外核は液体であるのですか？
温度が高いので液体になっています。
本来は内核も液体のはずですが余りにも圧力が高すぎて
固体になってしまうという説と
重い金属が集まって固体になっているという説が有ります。↓
地球の内部温度は太陽の表面温度(6000度Ｋ)と同じ位だそうです。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83#.E6.A0.B8

お礼

シンプルで、わかりやすい回答をしていただき、
ありがとうございました。