第3回 地球内部の不均質性：

Changes in P-and S- wave Velocity Reveal Earth’s Internal Layers Fig. 19.5

地球の層構造 Study of the behavior of seismic waves tells us about the shape and composition of the interior of the Earth: Crust: ~10–70 km, acidic composition (Upper crust of continent) basic (mafic) composition (Lower crust of continent Oceanic crust ) Mantle: ~2800 km, ultramafic composition Outer core: ~2200 km, liquid iron (with light elements) Inner core: ~1500 km, solid iron (with light elements?)

Sir Harold Jeffreys, FRS[1] (22 April 1891 – 18 March 1989) Jeffreys was born in Fatfield, Washington, County Durham, England. Beno Gutenberg (1889–1960) He joined the laboratory in 1930 and, at the same time, became a Professor of Geophysics at the California Institute of Technology.

地球の層構造 Bullen, Keith Edward (1906 - 1976) 29 June 1906, Auckland, New Zealand Bullen(1936)は地殻をA層、マントルをB層, C層, D層、外核をE層, F層、内核をG層に分け、速度分布、密度分布を求めた。 A層　地殻　Crust --モホ面　Moho　discontinuity-- B層　上部マントル　Upper mantle --410 km地震波不連続面--- 410km seismic discontinuity C層　マントル遷移層　Mantle transition zone --660 km地震波不連続面---660km seismic discontinuity D層　下部マントル　Lower mantle --D”層　核マントル境界　Core-mantle boundary (CMB) E層　外核　Outer core --F層　内核境界　Inner core boundary (ICB) G層　内核　Inner core

Changes in P-and S- wave Velocity Reveal Earth’s Internal Layers A B C Changes in P-and S- wave Velocity Reveal Earth’s Internal Layers D D” E F G A 層～G層

地殻 モホロビチッチ不連続面 リソスフイア アセノスフィア 上部マントル 410 km地震波不連続面 マントル遷移層 660km地震波不連続面 下部マントル

Composition of the Earth Seismology tells us about the density of rocks: Ｃｒｕｓｔ 　　Continental crust: ~2.8 g/cm3 　　Oceanic crust: ~3.2 g/cm3　 Lithosphere: Crust + Uppermost crust Asthenosphere: ~3.3 g/cm3

珪酸塩の例：オリビン（かんらん石） マントルを構成する岩石はかんらん岩 （peridotite, かんらん石・輝石を主成分とする） 9

キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩（Garnet Peridotite Xenolith from the Bulfontein Floors, Kimberley, South Africa） カンラン石：　暗緑色 （ペリドート） 斜方輝石：　薄い緑色 ザクロ石：　赤い鉱物 （ガーネット） 単斜輝石：鮮やかな緑色 ダイヤモンド、、、、 Photo courtesy of F. R. (Joe) Boyd and Steve Richardson 10

地球の断面図 12

棒磁石の磁場 N S コアダイナモ 核の形成・進化（内核の発生・成長）: 地球の熱史･温度 地球磁場の生成、生命の発生と進化 核の形成・進化（内核の発生・成長）:　地球の熱史･温度 地球磁場の生成、生命の発生と進化 N S コアダイナモ 地球と惑星磁場生成と起源

Seismograph Record of P, PP, S, and Surface Waves Fig. 19.4

P-and S-wave Pathways Through Earth Fig. 19.3

P-wave Shadow Zone Fig. 19.2a

S-wave Shadow Zone Fig. 19.2b

内核の発見(1936) Dr. Inge Lehmann (1888-1993), 内核の発見者　　Born in Denmark in 1888 The existence of an inner core distinct from the liquid outer core was discovered in 1936 by seismologist Inge Lehmann[3] using observations of earthquake-generated seismic waves that partly reflect from its boundary and can be detected by sensitive seismographs on the Earth's surface.

Maximum Amplitude of Ground Shaking Determines Richter Magnitude Charles Francis Richter (/ˈrɪktər/; 1900–1985), was an American seismologist and physicist. California Institute of Technology 最大振幅（ミクロン）の常用対数 1増えると振幅が10倍、エネルギーは31.62倍 2増えると振幅は100倍、エネルギーは1000倍 at d= 100 km A mm

Richter Magnitude Versus Energy 最大振幅（ミクロン）の常用対数 1増えると振幅が10倍、エネルギーは31.62倍 2増えると振幅は100倍、エネルギーは1000倍 b値　0.9～1.0 地域により異なる 地震の数　n ：グーテンベルグ・リヒターの関係式　 log n = a - bM

実験室における音速（地震波）測定 超硬アンビル 超音波振動子（トランスジューサー） 圧電素子（Piezo- electric effect)

地震が起きた年 地震名 マグニチュード（Ｍｗ） 1960年 チリ地震 ９．５ 1964年 アラスカ地震 ９．２ 1957年 アリューシャン地震 ９．１ 2004年 スマトラ島沖地震 ９．０ 1952年 カムチャッカ地震 2011年 東北地方太平洋沖地震

Mosaic of Earth’s Plates プレートテクトニクス Mosaic of Earth’s Plates 23 Peter W. Sloss, NOAA-NESDIS-NGDC

世界の震源分布 24

World Seismicity, 1963–2000 Fig. 18.14

Upper Mantle Convection as a Possible Mechanism for Plate Tectonics ここまで　2010/11/1 Fig. 19.8

プレート運動の相対速度（スピードと方向） 28