“溶けた溶岩の川に鍵を落としたら、そのままにしておけ、なぜなら、消えてしまうからだ” -Jack Handey
私たちの住む惑星、地球を見てみると、表面の70％以上が水で覆われていることに気がつくでしょう。
もちろん、この理由は皆知っています。地球の海は、私たちが陸として知る岩や土の上に浮かんでいるからなのです。
この浮遊と浮力の概念は、密度の低いものが、密度の高いものの上に浮き、底に沈むというものですが、単に海を説明するだけではありません。
これと同じ原理で、氷が水に浮かぶ理由、ヘリウム風船が大気中を上昇する理由、または石が湖の底に沈む理由も、最後は密度の低い水が石の周囲を上昇することで説明できます。 この同じ原理、すなわち浮力は、地球がなぜあのような層になっているのかも説明します。
地球の最も密度が低い部分、大気は水の海の上に浮かんでおり、その海はさらに地殻の上に浮かんでいて、より密度の高いマントルの上にあり、それ自体は地球の最も密度の高い部分、コアに沈むことはできません。
理想的には、地球が考えられる最も安定した状態は、最も密度の高い要素がすべて中心に向かっており、外側の各層には徐々に密度の低い要素でできている、オニオンのように完全に層が重なった状態です。 3535>
そして、密度が徐々に高くなる内側の層を、密度が低い層が取り囲むという、この世界の図は、地球だけでなく、すべての惑星の構造を説明しています。
宇宙が非常に若いとき（ほんの数分前）、存在した元素は実質的に水素とヘリウムだけでした。 重元素はすべて星の中で作られ、これらの星が死んだときに初めて、これらの重元素が宇宙にリサイクルされ、新しい世代の星が形成されるようになりました」
しかし今度は、水素やヘリウムだけでなく、炭素、窒素、酸素、シリコン、マグネシウム、硫黄、鉄など、これらすべての新しい元素が混ざり合って、新しい星だけでなく、それぞれの星の周りに原始惑星系円盤が形成されるのだそうです。
新しく形成される星からの外圧は、軽い元素を優先的に太陽系外部に押し出し、重力によって円盤の不安定性が崩壊して、惑星になるものが形成されます。
太陽系の場合、最内部にある4惑星は最も密度の高い要素からなる水銀です。 この4つはいずれも、形成された大量の水素とヘリウムを重力で保持することができず、太陽系の他の4つの惑星のようにガス惑星になることができませんでした。
しかし外側の惑星は、質量が大きく、太陽から遠い（つまり放射線を受けにくい）ため、これらの超軽量元素を大量に保持することに成功し、ガス惑星を形成したのです。
これらの世界のそれぞれは、地球と同じように、全体として、最も密度の高い元素が核に集中し、軽い元素がその周囲で徐々に密度が低くなっていく層を形成しているのです。
最も安定した元素で、超新星の外で大量に作られる最も重い元素の鉄は、地球のコアで最も多く存在するということは大きな驚きではないでしょう。
おばあちゃんが持っていた不味いガムのように、地球はその内部に巨大な液体層を持っており、我々の惑星の質量の30パーセントをまるまる含んでいるのです! 外核が液体であることを知る方法は非常に見事で、地震によって生じる地震波からです！
地震で発生する地震波には、P波と呼ばれる一次圧縮波と、スリンキーを通過するパルスのように機能する二種類の波があります
そしてS波と呼ばれる、海面を波のように伝播する二次的なせん断波。
両方の波は、地球上の起点から外側に向かって球状の殻を形成しながら進み、震源地近くの地表だけでなく、世界中のあらゆる場所に衝突して波紋を広げます！
は、このような波が発生する可能性を示しています。 世界中の地震観測所にはP波とS波の両方を拾う装置がありますが、S波は液体を通らない（減衰はする）のに対し、P波は液体を通るだけでなく、屈折もするのです
この結果、地球には液体の外核とその外側の固体マントル、その内側の固体コアがあることが分かりました！このように、地球は液体と固体マントル、そしてその内側の固体コアの3つで構成されていることが分かります。 3535>
しかし、なぜ外核が液体なのでしょうか。 すべての元素と同じように、鉄が固体、液体、気体、あるいは「その他」のどれであるかは、鉄の圧力と温度の両方に依存するのである。
しかしながら鉄は、あなたが慣れている多くの要素よりもはるかに複雑です。 もちろん、上に示したようにさまざまな結晶固相をとることができますが、私たちは上の図に示したような通常の圧力に興味があるのではありません。 地球の中心部では、大気圧の数倍（あるいは数百倍）ではなく、海抜の何百万倍もの圧力がかかっているのです。 3535>
科学の素晴らしいところは、頭で考えても答えが出ない場合でも、誰かがその答えを見つけるための研究をしている可能性があることです! この場合、Ahrens, Collins and Chen, 2001 は、私たちが探している答えを持っています！
この図は 120 ギガパスカルという途方もない圧力を示していますが、私たちの大気は 0.0001 ギガパスカルしかなく、内核は推定 330-360 Gpa の圧力になることを覚えておくことが重要です！
この図から、内核の圧力は 120 ギガパスカルの圧力であるとわかります。 一番上の実線は、溶けた鉄（線の上）と固まった鉄（線の下）の境界を表しています。 3535>
330ギガパスカルでは、鉄を溶かすには太陽の表面に匹敵するような、とてつもない温度が必要です。 しかし、同じ温度でも圧力が低ければ鉄は簡単に液相に保たれ、圧力が高ければ鉄は固体になります。 このことは、地球のコアにとって何を意味するのでしょうか。
地球の中心で達成される最高温度は6000ケルビン弱で、内核と外核の境界での鉄の融解温度も、最近ではちょうどこの値であると推定されています。
しかしここからが重要です。 地球内部の温度は下がり、圧力は一定です。
つまり、地球が最初にできたときは、もっと高温だったのです。かつてコア全体が液体だった可能性が高く、冷却が進むにつれて、内核が成長し続けているのです! そして、そうなると、固体の鉄は液体の鉄よりも密度が高いので、地球はわずかに収縮し、何が必要になるでしょうか？
もっと地震を！
地球のコアは鉄を溶かすほど高温なので液体ですが、圧力が十分に低い場所だけなんですね。 地球が年を取り、冷え続けるにつれて、コアの多くが固体になり、そうなると、地球は少し縮みます！
遠い未来を見ようと思えば、水星に見られる大きな瘢痕のような特徴をいずれ獲得できると期待できます！
このように、地球のコアは液体です。
水星はとても小さいので、すでにものすごい勢いで冷えて収縮しており、この冷却によって収縮せざるを得なかったところから、数百マイルにも及ぶ亀裂が入っています！
では、結局、なぜ地球には液体の核があるのでしょうか？ それは、まだ冷却が終わっていないからです そして、あなたが感じるすべての地震は、地球が最終的な、冷却された、すべて固体の状態にほんの少し近づいているのです！
（心配しないでください、しかし、そうなる前に太陽は爆発して、あなたとあなたの知る人は本当に長い間死んでいるでしょう！）
…。
