Author: İpek Tunç

地球の中心部は数十億年にわたり水素を漏らし続けている可能性がある

この記事は、Science Xの編集プロセスおよび方針に従って査読されています。編集者は、コンテンツの信頼性を確保しつつ、以下の特性を強調しました。 真正性が確認されています 査読済みの論文 信頼できる情報源 綴りと文法を確認済みの 洋島の玄武岩における同位体異常の起源を示す模式的モデル。出典：Science Advances（2026年）。DOI：10.1126/sciadv.aei4756 地球が数十億年前に形成されたとき、金属製の核は溶けた岩石で満たされた球状のマグマの海に覆われていました。この海は最終的に冷却され結晶化してマントウを形成しました。現在、深い根を持つマントウのカラムが地表に向かって上昇し、火山爆発を引き起こすと、そこから噴出する溶岩には地球の深部から来た水素が含まれている可能性があります。 水素は2つの安定した形態で存在する：標準的な軽い水素と、より重い形態であるデウテリウムとして呼ばれるものである。ほとんどの火山岩は比較的通常の水素同位体比を持つ一方、深部マントル柱に関連する一部の溶岩では、異常に低いデウテリウム比が観察される。 この稀な混合物は大きな論争を引き起こした。この低い重水素シグナルは、初期にマグマオシアンスが凝固する際に形成されたのか、それとも地球の金属性核から漏出してきた水素に由来するのだろうか。 地球が溶けた時代への旅 この問いに答えようとする中国科学技術大学のWenzhong Wangをリーダーとする研究チームは、先進的なコンピュータシミュレーションを用いて、地表から数千キロメートルの深さの環境を再現した。 研究チームは、水素の2つの形態が溶融岩石冷却され、異なる鉱物に結晶化するときどのように振る舞うかを調べた。その後、得られた結果を用いて、水素の2つの形態が地球マントルの初期段階でどのように分布したかをモデル化した。 Science Advances誌に発表された論文で、研究者たちは、古代のマグマが冷却・結晶化するとき水素の2つの形態がマントル内で比較的均一に分布していたと指摘している。異なる深さで比率に小さな差異は見られるものの、カナダの北極圏にあるバフィン島やアイスランドなどの火山岩で発見される異常に低い重水素レベルに似た状況ではなかった。 「我々の研究結果は、マグマ海洋の結晶化が地球のマントルにおいて水素同位体の有意な分別を引き起こしていないことを示している」と、本研究の著者は述べている。 漏えいしたコアという理論 これは、マグマの大洋が凍結することで生じる異常な兆候を説明できないことを意味します。そのため、研究者たちは、地核から漏出するという説明を支持しています。彼らは、低い重水素比を持つ水素が、数十億年にわたって地球の金属製の地核から周囲のマントルへ浸出してきた可能性が高いと主張しています。 核を指し示す別の手がかりもあります。これらの火山岩の一部には、異常に高いヘリウム3/ヘリウム4の比率が見られます。ヘリウム3は、数十億年にわたって地球の核に保持されてきた可能性のある希少なヘリウムの形態です。 研究結果は、核から水素が漏出するという仮説を裏付けるものではあるが、その素材がどのようにしてマントへ到達したのかについては、まだ完全に解明されていない。 「シードシグナルのマントへの転送を可能にするメカニズムを解明することは、将来の研究における重要な目標として残されている。」 この記事はScience XのためにPaul Arnoldが執筆し、Lisa Lockが編集し、Robert Eganが正確性の確認とレビューを行いました。この記事は細部にわたる人間の労作の産物です。Science Xは、独立した科学ジャーナリズムを続けるために読者の支援に頼っています。このニュースがあなたにとって重要であれば、寄付（特に月額寄付）の検討をお願いします。感謝の印として、広告のないアカウントをご利用いただけます。 Yu Zhang および共著者、「水素同位体から明らかになるコアからの水漏れ」、「Science Advances」（2026年）。DOI: 10.1126/sciadv.aei4756…