自動車整備士

Feb 27, 2024

Dem10/ジェニファー・レンテリア、スミソニアン博物館。

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宇宙における私たちの大切な故郷である地球は、他の惑星である大陸や海抜の高さとは一線を画す顕著な特徴を誇っています。 これらの巨大な陸地は生命と多様性に満ちており、私たちの惑星の独特の居住可能性に貢献しています。 しかし、地球の大陸の起源とその独特の性質は、長い間科学者を困惑させてきました。

NASA

さて、スミソニアン国立自然史博物館の研究地質学者で岩石学芸員のエリザベス・コットレル氏とコーネル大学の助教授ミーガン・ホーリークロス氏による新しい研究は、この謎の解明に近づいたかもしれない。

つまり、『サイエンス』誌に掲載された彼らの研究は、大陸の地殻が海洋の地殻に比べて鉄含有量が低く、より酸化されている理由を説明しようとする一般的な仮説に疑問を呈し、その誤りを暴いているのである。 これは重要です。なぜなら、地球の表面の大部分が海面上にあり、陸上で生命が繁栄できるようにするのに、鉄の欠如が不可欠だからです。

地球の大陸起源に関する私たちの理解に対するこの研究の影響を真に把握するために、インタレストリング エンジニアリング (IE) はエリザベス コットレル自身と啓発的な会話を行いました。

「太陽系内部の岩石惑星の中で、大陸地殻は地球に特有のものです。重要なことは、大陸地殻は海洋地殻に比べて鉄元素の濃度が低いことです」とコットレル氏はIEに説明した。

彼女は、これによって大陸の地殻が海洋の地殻よりも密度が低くなり、浮力が高くなり、地球のプレートが移動しても大陸の地殻が容易に地球の内部に循環しなくなるのではないかと説明しました。

「その結果、地球の大陸は古く、場所によっては40億年を超えており、海洋地殻に比べて非常に安定しています。海洋地殻は密度が高いため、地球内部にリサイクルされるまで20万年以上生き残ることはほとんどありません。」彼女は付け加えた。

彼女はまた、大陸地殻の鉄は海洋地殻の鉄よりも酸化された化学状態にある可能性が高いと説明しました。 重要なことに、地質学者たちは、地球の酸化され鉄が枯渇した大陸地殻がどのように形成されるのか、そしてなぜそれが太陽系の他の惑星では形成されないのかを理解しようと長い間努力してきました。

「私たちの研究では、大陸の地殻の鉄を枯渇させる可能性のある実行可能なメカニズムの理解に近づいた」とコットレル氏は述べた。

「ある人気のある仮説では、地表深部の溶岩からガーネットという鉱物（ケイ酸塩鉱物のグループで、1月の誕生石）が結晶化すると、鉄が抽出される可能性があると示唆されています。」

彼女は、溶けた岩石から鉄分が豊富な鉱物を除去すると、残った岩石の鉄分が減り、大陸を形成する地殻に似たものになると説明しました。 この仮説は、ガーネットと呼ばれる鉱物中に鉄が 2 つの異なる形態で存在するため、魅力的でした。1 つは酸素が少ない状態 (「還元」と呼ばれる) で、もう 1 つは酸素が多い状態 (「酸化型」と呼ばれる) です。

さらに、彼女は、ガーネットが酸​​素の少ない種類の鉄を選択的に除去した場合、鉄の少ない岩石だけでなく酸素の多い岩石も生成され、大陸地殻の 2 つの重要な特性を満たすことになると強調しました。

「私たちの研究室では、この理論を検証することにしました。ピストンシリンダープレスと呼ばれる特別な装置で、高温高圧で溶岩から鉱物ガーネットの結晶を成長させました」と彼女は語った。 このようにして、研究者らは実験室で地殻の強烈な熱と圧力を再現しようと試みた。

スミソニアン博物館

「ピストンシリンダープレスは、実際にはそれほどハイテクではありません。自動車のジャッキと同じ原理で動作します。この点では、私たちは自動車整備士と同じスキルをいくつか持っています。」と彼女は付け加えた。

「その後、混合物を急速に冷却したため、化学物質が「凍結」し、以前は溶けた岩石であったガラスに囲まれた鉱物ガーネットが生成されました。」