何が起きたか
- Zachary M. Geballe、Jing Yang、Vasilije V. Dobrosavljevicらのチームが2026年11月8日、「Science」に、地球の核に相当する圧力と温度での鉄の融点と電気抵抗率の測定結果を発表した。
- 新しい手法を使った。ダイヤモンドアンビルセルでのマイクロ秒パルスのジュール加熱だ。
- 再現性のある300回超の融解測定から、融解曲線は意外なほど緩やかで、1ギガパスカルあたり6 Kという結果が示された。
- 200ギガパスカルで、鉄は4160 ± 80 Kで融ける。液体の鉄の電気抵抗率は76マイクロオーム・センチメートルと測定された。Scienceは自動読み取りを遮断しているため、本稿は公表された要旨に基づく。
なぜ重要か
高圧下での鉄の融点と電気抵抗率は、地球の核を理解するうえで欠かせないデータだ。核がどれだけの熱を運び、どう冷え、どのように磁場を維持するかに関わる。
鉄がこれまで考えられていたより低い温度で融けるなら、核とマントルの境界もそれだけ低温になる。そしてそれは、内部から熱がどう流れ出るかのモデルを変える。
数字で見る
3430 Kと9.8 TW。 著者らは測定結果から、圧力と合金組成について外挿し、核とマントルの境界は3430 Kと比較的低温で、外核の断熱的な熱流量は9.8テラワットと小さいと推定している。
背景
これらの値から著者らは、内核ができる前は熱対流だけでジオダイナモ、つまり地球の磁場を生み出すダイナモを動かせた可能性があると示唆する。また、現在のマントル最下部は完全に固体だと結論づけている。
マイクロ秒の電気パルスで加熱する手法により、固体と液体の鉄について、同じ条件で融解を見極め、電気抵抗率を測れる。実際の核の数値は、合金組成と核の全圧力への外挿に依存するため、地球内部の直接測定ではなく推定である。
Mamíferoは、物質や他の惑星についての研究を追ってきた。Alba Monsでの塩化水素の漏出は、火星が内部の熱を保っていることを示唆する、南極海がCO₂を放出し、始新世の上昇の半分を説明する可能性、金属ガラスでは、結晶化に際して局所的な秩序と密度が同時に現れる、SLAC、MnTe結晶でオルターマグネティズムを確認。
今後
- ほかの研究室が手法を再現し、融解曲線を比較する必要がある。
- ほかの軽元素を含む合金への外挿が、核とマントルの境界が実際にどれだけ低温かを決める。
- ジオダイナモのモデルは、電気抵抗率の値を取り込まなければならない。
まとめ
この測定は、高圧下での鉄の融解温度により低い数字を与え、それとともに、より冷たい内部像をもたらす。磁場モデルへの影響は、ほかのグループが実験を繰り返したときに見えてくる。
出典
- Geballe, Z. M., Yang, J., Dobrosavljevic, V. V. ほか、「Melting and resistivity of iron at Earth core conditions using pulsed Joule heating」、Science、2026年11月8日、DOI 10.1126/science.aeh5267、日付はCrossrefで確認、リンク。Scienceのページは読めなかったため、本稿はCrossrefが提供する要旨に基づく。
- カバー画像：National Institute of Standards and Technology、パブリックドメイン、Wikimedia Commonsより
編集：Rodrigo Cornejo。選定と検証の方法：ノートを書いているのは誰か。
