ゴムのマントルが地球のマントルになったら? 〜想像を超える大変動が起こるかもしれない世界〜

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地球のマントルとは、地球の内部構造で、核の外側にある層で、地球の体積の83%、質量の67%を占めています。マントルは上部と下部に分かれており、鉱物相でいう遷移層にて隔てられています。マントルは固体ですが、高温と高圧によってケイ酸塩物質には十分な延性があり、非常に長い時間尺度で流動することができます。マントルの対流は、プレート運動となって地上に表れます。

では、もし地球のマントルがゴムだったらどんな変化が起こるでしょうか。以下に考えられる可能性をいくつか挙げてみます。

プレートテクトニクスが停止する

地球のマントルがゴムだったら、その粘度は現在のマントルよりもはるかに高くなるでしょう。ゴムは非常に弾性的な物質であり、力を加えても元の形に戻ろうとします。そのため、ゴムのマントルでは対流が起こりにくくなります。対流が起こらなければ、プレートテクトニクスも停止します。

プレートテクトニクスとは、地球表面を覆うリソスフェア(地殻と上部マントル)がアセノスフェア(下部マントル)の上を移動する現象です。プレートテクトニクスは、地殻の形成や破壊、火山や地震などの自然現象を引き起こします。プレートテクトニクスが停止すれば、これらの現象も起こらなくなります。

地球内部の熱が蓄積する

地球内部の熱源は、惑星の形成から残された原初の熱および、地球の地殻やマントルにおけるウランやトリウムやカリウムなどの放射性核種の放射性崩壊に伴って発生する熱です。現在では、この熱はマントル対流によって外側に運ばれ、一部は火山活動やプレート境界で放出されます。

しかし、もしマントルがゴムだったら、この熱は外側に運ばれずに内部に蓄積されるでしょう。その結果、地球内部の温度は上昇し続けます。温度が上昇すれば圧力も上昇します。圧力が上昇すれば、物質の相転移や化学反応が起こります。これらの過程でさらに熱が発生します。このようにして、地球内部は熱暴走する可能性があります。

地球内部の熱暴走が起きたらどうなるかは、正確には分かりません。しかし、以下のような影響が考えられます。

  • 地球内部の圧力が高まり、地殻を突き破るような大規模な火山噴火や地震が頻発するでしょう。
  • 地球内部の物質が融解し、マグマオーシャンと呼ばれるマグマの海が再び形成されるでしょう。
  • マグマオーシャンから大量の水蒸気や二酸化炭素などの温室効果ガスが放出され、大気中の温室効果ガス濃度が急激に上昇するでしょう。
  • 大気中の温室効果ガス濃度が上昇すれば、さらに気温が上昇し、暴走温室効果と呼ばれる現象が起こる可能性があります。
  • 暴走温室効果が起これば、海水や氷河などの水がすべて蒸発し、水素分子は宇宙空間に逃げていくでしょう。
  • 水素分子が失われれば、酸素分子も酸化還元反応によって失われるでしょう。
  • 最終的には、地球は金星と同じような高温・高圧・高濃度二酸化炭素大気を持つ惑星になるでしょう。

地球磁場が消滅する

地球磁場とは、地球を取り巻く磁気的な力場です。地球磁場は、主に外核で発生する電流によって作られています。外核は液体の金属(主に鉄とニッケル)からなります。液体金属はコリオリ力や温度差などによって対流し、その際に電気を帯びます。この電気的な対流がダイナモ効果と呼ばれる現象を引き起こし、磁場を生成します。

しかし、もしマントルがゴムだったら、外核も影響を受けるでしょう。ゴムのマントルは外核を圧迫し、その流動性を低下させます。また、ゴムのマントルは外核から熱を奪いません。そのため、外核では温度差や密度差が小さくなります。これらの要因によって、外核での対流は弱まります。対流が弱まれば電流も弱まります。電流が弱まれば磁場も弱まります。最終的には地球磁場が消滅する可能性があります。

地球磁場が消滅したらどうなるかも、正確には分かりません。しかし以下のような影響が考えられます。

  • 地球磁場は宇宙から来る高エネルギー粒子(宇宙線)から生命を保護したり、磁気コンパスや磁気ストームなどを通じて文明に影響したりしています。地球磁場が消滅すれば生命や文明への危険性が増すでしょう。
  • 地球磁場は太陽風と相互作用して磁気圏を形成しています。磁気圏は大気を太陽風から保護しています。地球磁場が消滅すれば磁気圏も消滅して大気の流出が加速する可能性があります。大気の流出は長期的に地表の気圧や温度を下げる影響を及ぼすでしょう。
  • 地球磁場は生物界においても重要な役割を果たしています。地球磁場は動物の移動や行動に関係している可能性があります。特に鳥類や魚類などの長距離移動を行う動物は地球磁場を利用して方向感覚を得ている可能性が高いと考えられています。地球磁場が消滅すれば彼らの生存や繁殖に影響を及ぼす可能性があります。

まとめ

以上からわかるように、もし地球のマントルがゴムだったら様々な変化が起こるでしょう。プレートテクトニクスや火山活動や地震などの自然現象が停止し、地球内部では熱暴走や相転移や化学反応などの過程が進みます。また、地球磁場も消滅する可能性があります。

したがって、もし地球のマントルがゴムだったら想像以上に大きな影響を受けることになります。

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