硬いと思われていた地球の内核は実は柔らかい可能性が深まる

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　地球の内核は主に鉄とニッケルから成る球状の金属の塊であり、とても硬いと思われてきたが、実際にはやわらかい可能性が明らかになりつつある。

　テキサス大学オースティン校の研究チームが、地球内部の環境をコンピュータ・シミュレーションで再現したところ、鉄原子が想像もしない動きをしているらしいことが判明している。

　それは「集団運動」という、原子の六角形の配列を変えることなく動き回るという奇妙な振る舞いだ。

地球の中心には硬い内核があると考えられていた

　地球の中心には、半径約1,220kmの鉄とニッケルから成る「内核」がある。そのすぐ外側に液体の鉄とニッケルで構成される「外核」があり、さらにその外は「マントル」という比較的重たい岩石の層となっている。

　こうした地球の中心部には、とんでもなく巨大な圧力がかかっている。

　そのため、内核は完全に固体で、内部の鉄原子は巨大な六角形格子に並んだまま、びくともしないと考えられていた。

　ところがその後の地震波などによる研究から、こうした説明にはおかしな点があるだろうことが明らかになりつつある。内核は想像以上に柔らかいかもしれないのだ。

　そうした研究によれば、内核は内部に液体の鉄が渦巻いているか、超イオン状態（炭素や水素といった原子が、鉄原子の格子の中を漂っている状態）となっており、これまで考えられていたほど硬くない可能性があるという。

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内核の鉄原子は集団で動いている

　『PNAS』（2023年10月2日付）に掲載された研究では、テキサス大学オースティン校の研究チームが、それとはまた別の仮説を提唱している。

　その研究では、実験室で内核のとんでもない高圧を再現し、そこで鉄の原子がどのように振る舞うのか観察してみた。

　さらにこうして得られたデータでシミュレーションを行い、鉄原子の動きをより詳しく検証した。

　すると、内核にある鉄原子は、想像すらされなかった驚くべき動きを見せたのだ。

　それは「集団運動（collective motion）」と呼ばれるものだ。鉄原子はグループ単位で移動することで、全体としては格子の並びを崩すことなく、格子内のほかの位置に動き回っていたのだ。

　それはディナーテーブルの客たちが、椅子を追加したり、どかしたりすることなく席を変えるようなもの、と研究チームは説明する。

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地球の内核は思っている以上にやわらかい可能性

　こうした動きは内核の剛性を低下させ、ハサミで切るような力（せん断）に対して弱くする。これが内核が意外なほど柔らかい理由かもしれないという。

　今回の発見は、内核の意外なほどの柔らかさだけでなく、地球の磁場が発生するメカニズムなど、ほかの謎を解く手がかりにもなると考えられるとのこと。

　「地球内核のダイナミックなプロセスと進化を理解する、基本的なメカニズムがついに判明しました」と、研究チームのJung-Fu Lin氏はプレスリリースで語っている。

References:Iron Atoms Discovered on the Move in Earth’s Solid Inner Core – UT News / Earth’s solid inner core is ‘surprisingly soft’ thanks to hyperactive atoms jostling around | Live Science / written by hiroching / edited by / parumo

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