地球は水銀のような物体を食べた後に磁気になったかもしれません| 科学| スミソニアン - 記事、記事、科学、私たちの惑星、私たちの惑星、宇宙、宇宙

その初期には、地球は水星に似ているがはるかに大きい惑星を飲み込んだ可能性があります。この初期の食事は、地球の層の不可解な構成を説明でき、ここでの生活を可能にする磁場を説明できます。

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「これらの2羽の鳥を1石で打つことができると思います」と、オックスフォード大学の地球化学者、バーナード・ウッドは言う。

2015年に私たちの世界がどのように形成されたのかまだわからないということが信じられないように思える場合は、内部を覗くのがどれほど難しいかを考えてください。これまでに作られた最長で最も丈夫なドリルは、地球の薄い外側の地殻を超えて掘削することはできません。熱い岩の自然の溝は、研究のために、より深いマントル層から物質を表面にもたらしますが、これらの柱でさえ、数百マイルの長さで、地球の中心を私たちの3, 700マイル以上考えると浅く見えます。したがって、地球の歴史をつなぎ合わせるのは、アイシングとおそらくいくつかの浮遊パン粉を味見してケーキがどのように焼かれたのかを推測しようとするようなものです。まだ新しい証拠や新しいアイデアの余地がたくさんあります。

「フィールドにいるのはエキサイティングな時間です」とワシントンのカーネギー研究所の地球化学者リチャード・カールソンは言います。「私たちがあまりよく理解していない深層地球の研究から多くのものが出てきています。」

地球が一緒になったという伝統的な見方は、スペースデブリの塊から始まります。今日も私たちに降り注いでいる石の流星に似た岩は、いっそう大きな塊に輝いていました。圧搾され、叩かれ、加熱され、成長する瓦bleの山が最終的に溶けてから冷却され、何十億年もかけてゆっくりと層を形成しました。 1980年代に研究された地質学的パン粉は、この物語を裏付けるのに役立ちました。鉄などの特定の金属を除き、そのほとんどは地球の中心部に沈んだと考えられていますが、地球の岩石は、特定の石の流星群であるコンドライトとほぼ同じものでできているようです。

それから約10年前、カールソンは地球の岩石と宇宙の岩石をより良い機器を使って比較した後、疑問の余地を見つけました。彼のチームは、珍しい名前と磁気的な性格を持つ2つの珍しい要素を調査しました。ハイブリッド車や大型風力タービンで使用される磁石の成分であるネオジムと、ヘッドフォン磁石で一般的なサマリウムです。研究者たちは、地上のサンプルにはコンドライトよりもサマリウムに比べてネオジムが少ないことを発見した。

このわずか数パーセントのわずかな食い違いは、まだ説明するのが困難でした。おそらく、カールソンは、数十億年ではなく数千万年で、冷却地球が以前考えられていたよりもはるかに速く層を形成したと推測した。すぐに形成された上層は、ネオジムが枯渇し、マントルの深いところに欠けている元素を隠した下層とバランスが取れていました。しかし、この秘密の貯水池の証拠は見つかっていません。マントルが沸騰したスープのように激しく揺れ、火山を作るときにその成分を表面にもたらすことが多いため、深さで頑固に立ち往生する傾向は説明が困難です。そして、一般に考えられているように、惑星が地球に衝突したときに月が生まれた場合、その衝撃によって引き起こされた融解により、貯留層がマントルに戻されたはずです。

隠されたネオジムを説明する代わりに、科学者の2番目のグループはそれを取り除く方法を思いつきました。彼らは、地球が作られたコンドライト岩の上に成長するネオジムに富んだ地殻を想像しました。これらのオブジェクト間の衝突により、この外層の多くが削り取られ、ネオジムが希少になった可能性があります。

ただし、このビューには問題もあります。侵食された破片に類似した組成のmet石はこれまで発見されていません。また、脱落した皮膚は、地球の熱の多くを吸収していました。私たちの惑星の熱の原因であることがわかっているウラン、トリウム、その他の放射性物質も、除去された層になっていたでしょう。

「地球の熱生成要素の約40％は宇宙に失われます」とオーストラリア国立大学の地球化学者であるイアン・キャンベルは言います。

これらの重要な要素を保持することを望んで、ウッドは、その若さで地球の化学を微調整することにしました。彼は、私たちの太陽系で見知らぬ惑星の1つである水星からインスピレーションを受けました。化学的に言えば、太陽に最も近い惑星は、硫黄として現代科学に知られている実際の硫黄を含んだ地獄のような場所です。惑星が水星のように見えた場合、若い地球ではどのように層が形成されますか？この質問に答えるために、ウッドは原始地球の組成をシミュレートすることを意図した元素の混合物に硫黄を加えました。彼は、ジェット燃料を燃やすほどの高温で模擬惑星を調理し、一般的な家庭用圧力鍋の約15, 000倍の圧力までピストンで叩きました。

十分な硫黄を投与したミニチュア原始世界は、層を形成する際にネオジムを埋めました。偽造マントルではなく、偽造コアの中にさらに深くあります。コアに永久に閉じ込められたネオジムは、カールソンの異常を説明できます。この余分な硫黄は、成長している地球に早くから衝突した水星のような物体から来た可能性があり、おそらく同じ物体が月を形成したと考えられていたとウッドは示唆しています。

「地球の20〜40パーセントの大きさの体が必要です。」また、地球は、コンドライトではなく硫黄に富む他の宇宙の瓦bleから作られたカーネルから成長した可能性もあります。いずれにせよ、この宇宙のストーリーは、地球上の生命の台頭の舞台になったかもしれません。硫黄もウランとトリウムを核に引き込むのに役立ったからです。これらの放射性元素からの追加の熱は、コアの外側部分を撹拌するのに役立つ可能性があり、溶融金属のこの激しい動きは、地球の磁場を生成する電流を引き起こすと考えられています。

太陽と地球の磁場との相互作用の実例（縮尺は正しくありません）。（NASAゴダード宇宙飛行センター）

磁気がなければ、ウミガメと海の船長は航海できず、存在することさえできません。太陽の外に流れる高エネルギーの粒子に対してフィールドが提供する保護なしでは、惑星の表面での生命は不可能だったでしょう。

ウッドの同僚は、彼の理論をもっともらしいと説明しています。しかし、近年地球について書かれた他の起源の物語のように、それは決定的なものとはほど遠い。一つには、実験で到達した温度と圧力は、極端な場合でも、原始地球内部の条件をはるかに下回っていました。もう1つは、地震が惑星の内部をどのように移動するかを研究した結果、コアの明るさが制限され、惑星の中心に大量の硫黄を投棄すると、コアがこれらの制限に不快なほど近くなる可能性があります。

ウッドは、彼の主張を強化するために、硫黄を原始混合物に加えることで説明できる謎の豊富な他の元素の周期表を精査することを計画しています。この分野の歴史を考えると、メリーランド大学の地球化学者であるビル・マクドノウのような懐疑論者を納得させるには多くの時間がかかるでしょう。「私はこの考えを、正しい可能性の50％の可能性をはるかに下回っています」と彼は言います。