地球惑星物性学１　 (2013.10~)

地球惑星物性学１　(2013.10~) 参考文献：大谷・掛川著　地球・生命　共立出版唐戸俊一郎著・地球物質のレオロジーとダイナミックス　共立出版島津康夫著・地球の物理　基礎物理学選書　裳華房島津康夫著・地球の進化　　岩波書店島津康夫著・地球内部物理学　裳華房新版地学教育講座③　鉱物の科学　東海大学出版会 http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/index_ohtani.html で授業資料を参照

地球惑星物性学１　(2013.10~) １．地球惑星の内部構造と物質１）地球型惑星と木星型惑星：内部構造と温度圧力２）地球の層構造：　密度分布と地震波速度分布、ＰＲＥＭ３）地震波速度の温度圧力組成変化：地球内部の不均質性４）地球内部の温度分布：様々な推定方法キーワード：　惑星、月、慣性モーメント、地震波速度、密度、層構造地殻、マントル、核、ＰＲＥＭ、地温勾配、断熱温度勾配、マントル対流２．地球を作る物質と化学組成１）宇宙存在度と隕石２）原始太陽系星雲でのプロセス：蒸発と凝縮３）初期地球の諸過程：冷たい太陽のパラドックス４）地殻、マントル、核の組成：　ニッケルのパラドックス５）マントルと核の運動：プレートテクトニクスとプルームキーワード：　ペリドタイト、レルゾライト、パイロライト、ニッケルのパラドックス、強親鉄元素の過剰、揮発性元素の枯渇、隕石の重爆撃、蒸発、凝縮、マグマ・オーシャン、プレートテクトニクス 1

１．地球惑星の内部構造と物質 １）地球型惑星と木星型惑星：内部構造と温度圧力２）地球の層構造：　密度分布と地震波速度分布、ＰＲＥＭ３）地震波速度の温度圧力組成変化：地球内部の不均質性４）地球内部の温度分布：様々な推定方法キーワード：　惑星、月、慣性モーメント、地震波速度、密度、層構造地殻、マントル、核、ＰＲＥＭ、地温勾配、断熱温度勾配、マントル対流 2

惑星の形成過程

原始太陽系における諸過程 高温ガスからの凝縮：揮発性による分別作用 3

特徴： Oddo-Harkinsの規則軽元素（原子量の小さい元素）が多い（生命の材料は多い）鉄が多い。 4

Internal Structure of Extrasolar planets 5

太陽系の構造 8

圧力Pascal (N/m-2) = 10-5 bar すなわち　　　1 GPa (109 Paskal) = 10 kbar (=104 bar) K(キロ）=103, M(メガ)=106, G(ギガ)= 109, T(テラ)=1012

太陽系の惑星と衛星の内部の圧力 　　　　　　　　　　中心圧力　　半径(km)　密度(g/cm3) 水星 30GPa24395.43 金星 330 GPa 6052 5.20 地球 360 GPa 6378 5.52 月 5 GPa 1738 3.35 火星 40 GPa 3397 3.93 木星　　　　　　　4740 GPa 71492 1.33 土星 2250 GPa 60268 0.69 天王星 680 GPa 25559 1.32 海王星 880 GPa 24764 1.64 9

木星・土星・天王星・海王星 地球型惑星

金属鉄 岩石　（ケイ酸塩） 10/15 Ｈ２Ｏ　氷 8 6 4 2 0 平均密度　g/cm3 水素 1030 1020 ここまで質量　ｇ

Marcury 2439 5.43 (100)

地球内部の水: 海の水は 1.4x10 21 kg(地球の質量の0.02 wt.%) 地球の内部構造内核外核下部マントル上部マントル地殻 10

PREM (P, , ) 静水力学平衡の式　dP = rgdZ

365 GPa マントル遷移層下部マントル外核上部マントル Temperature, K レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル焼結ダイヤマルチアンビルプレス 374 GPa 700 K DAC Pressure, GPa 12 2010 Oct 25

図３６ 5.5g/cm3 火星水星

地球惑星物性学１　 (2013.10~)