地球の核から金が漏れ出ている理由とは？
地球上の金のほぼすべてが、地表から数百キロメートルも下の地球の核に秘められていることは、以前から知られていた。しかし新たな研究により、その一部が核からマントルへと漏れ出し、さらに地殻へと到達していることが明らかになった。
この研究は2025年5月21日にネイチャー誌で発表され、地質学者が地球内部の動態を理解する方法を根本的に変えるものとなった。
では、この金はどこにあるのか？どれほどの量が漏れ出しているのだろうか？そして、それは地球の未来にとって何を意味するのか？続きをクリックして確かめてみよう。
黄金の核
金は貴重で希少な金属とされているが、実際には地球の核に莫大な量が存在し、人類はそれを採取することができない。実に地球上の貴金属の99.95%以上が、地表から数百キロメートルも下にある核の中に封じ込められているのである。
金の採掘は困難
地表から金を隔てているのは、何トンもの固い岩石である。さらにそれは溶融した核に包まれており、到達は不可能である。しかし、画期的な研究により、その金が現在漏れ出している可能性が明らかになった。
漏れ出す金
新しい研究により、金やその他の貴金属が地球の核から上層へとじわじわと漏れ出していることが明らかになった。これらの貴金属は火山活動を通じて最終的に地表にまで到達する。
地球の層構造
地球の核は二つの層から成り立っている。第一層は鉄とニッケルからなる熱く固体の金属球で、半径はおよそ759マイル（1,221キロメートル）である。これは月の大きさの約70％に相当する。第二層は液体の金属でできた外核で、厚さは約1,400マイル（2,253キロメートル）ある。
マントル
マントルは地表から約1,800マイル（2,897キロメートル）まで広がり、溶融した核のすぐ上まで達している。この層は地球の外側の地殻と溶けた核の間に位置している。主に固体の岩石で構成されており、地球の84％を占める。
地表への到達
核とマントルの境界で生じる膨大な熱が、溶岩の巨大な羽毛状の柱（プルーム）を作り出す。これらのプルームはマントルをゆっくりと上昇し、金などの重金属の痕跡を運ぶ。
ハワイの岩石
これはハワイの黒い玄武岩を対象にした3年間の研究で発見された。これらの岩石はハワイの火山地形の基盤を形成しており、もともとは海底から上昇したマグマのプルームからできている。研究により、これらの岩石には重金属の痕跡が含まれていることが判明した。
流血する核
ドイツ、ゲッティンゲン大学の地球化学者ニルス・メスリングは、この報告の筆頭著者である。彼は今回の発見について、地球の溶融核は孤立したものではなく、実際にはマントルへとにじみ出しているのだと言い、地質学者たちが長らく抱いてきた疑念を裏付けるものであるとも述べた。
消えゆく中心部
「約40年前、人々は初めて『おそらく核がマントルに何らかの物質を失っているのではないか』という理論を提唱しました」とメスリングは語った。さらに彼は「今や、私の考えでは、核の一部が実際にマントルに移動しているという、非常に強い証拠が初めて得られたのです」と述べた。
ハワイができる過程
この研究の共著者であるマティアス・ウィルボルト教授は、「私たちの発見はまた、超高温のマントル物質が大量に核‐マントル境界で発生し、地球の表面へと上昇してハワイのような海洋島を形成していることも証明しています」と述べている。
金よりも希少な
この証拠を見つけるために、研究の著者たちはハワイの火山岩のいくつかのサンプルを分析した。その結果、ルテニウムが含まれていることが判明した。メスリングはこれを「地球上で最も希少な元素のひとつ」と表現している。
金の位置を特定する
このことは疑問を投げかけた。というのも、地球の金、プラチナ、ルテニウムのほとんどは核に含まれており、マントルにはほとんど存在しないからである。これは、地球が最初に形成されたとき、全体が溶融状態にあったためである。その状態では、金のような重い元素は中心部に沈降した。
金色の表層
しかし、約40億年前、溶融していた核が安定し、地球の表面がすでに冷えて固まった頃、隕石の雨が惑星に降り注いだ。これらの隕石は金のような貴金属を豊富に含んでおり、マントルや地殻に吸収された。
数十億年前
したがって、火山岩に含まれる貴金属がどこから来たのかを突き止めるのは難しかった。なぜなら、金は核にもマントルにも存在するからである。そこで、メスリングと彼のチームは、サンプルを隕石の成分記録と照合して調べた。
隕石の記録
隕石の記録とは、発見および分類された隕石の科学的アーカイブを指し、それらがどのくらい古いかやどこから来たのかを示すものである。しかし、彼らが調べた岩石に含まれていたルテニウムの同位体（または種類）は、これまでに知られているどの岩石や隕石の記録とも全く異なっていた。
黄金の証拠
地球の核で形成された物質は隕石の記録には存在しないが、マントルで形成された物質は存在する。発見されたルテニウムが隕石の記録にないことから、それはマントルで形成されたものではなく、地球の核で形成されたに違いないことが裏付けられる。
胸が高鳴る過程
これについてメスリングは「これは非常に新しく難しい方法ですが、ほとんどルテニウムが含まれていない岩石の中からルテニウムを測定することに成功しました」さらに彼は続けて言った。「半キログラム（約1.1ポンド）の岩石の中に含まれるルテニウムはミリグラム以下で、まさに惑星サイズの干し草の山の中から針を見つけるようなものでした！地球化学者にとっては非常にわくわくする経験です。長い道のりでしたが、とても刺激的な過程でした」と説明した。
金を見つける
では、これが金の発見とどのように結びつくのか？金は化学的にルテニウムに似ているため、もし核がルテニウムを漏らしているなら、金も同様に漏らしており、おそらくほぼ同じ量であると考えられる。
到達しにくい
この研究が非常に興奮を呼ぶ理由のひとつは、この核にある金にアクセスする他の方法が存在しないからである。たとえ科学者たちがその金を直接採取しようとしても、核は現在の技術で掘削可能な深さよりもはるかに深く、これまでに掘られた中で最も深いロシアのコラ超深度掘削孔の約236倍もの深さに位置している。
思いがけない組み合わせ
この研究は刺激的である一方、科学者たちを困惑させてもいる。理論上、核とマントルは全く相互作用しないはずだからだ。これについてメスリングは「それらの密度があまりに異なり、まるで油と水のようです……だから技術的には混ざり合うはずがありません」と説明した。
溶融の謎
しかし、この研究は新しいものであり、なぜそれらが混ざり合うのか、またその広範な影響が何であるのかはまだ明らかになっていない。メスリングは「なぜそれらが混ざるのかを説明する十分なメカニズムはまだありません。私たちは核についてほとんど何も知らないのです」と説明した。
10億年にわたる過程
しかし、研究チームは、この漏出プロセスが完了するまでに5億年から10億年かかることを突き止めることができた。メスリングは「これはかなり前に起こったことであり、おそらくずっと続いているのだろうと私たちは考えています」と説明した。
継続的な過程
メスリングはさらに「おそらく現在も続いている」と述べた。もしこれが正しく、貴金属の漏出が現在進行中のプロセスであるならば、人類が採掘してきた金の一部は、地球の核から来ている可能性があることになる。
補充され続ける金の供給
たとえ単一の岩石に含まれる核由来の金の量がごくわずかであっても、世界の金の供給は何らかの形で補充され続けていることになる。このことの広範な意味について、メスリングは「非常に興味深い考えです」と語った。
地球の組成の変化
メスリングはさらに「このプロセスはごくわずかで、一つの島だけを見れば全く影響はありません。しかし、それを45億年のスケールで考えると、地球の組成を変える可能性があるのです」と説明した。
刺激的な研究
この研究はすでに世界中で大きな話題となっており、英国ケンブリッジ大学でも注目されている。そこの地球化学・惑星科学の教授であるヘレン・ウィリアムズは、今回の漏出を裏付ける発見について、非常に「わくわくするものだ」と語った。
結論を出す研究
この研究は米国でも評価されており、ペンシルベニア州立大学の地球科学准教授ジェシー・ライミンクは「この研究は本当に結論を明確に示している。核がマントルに何らかの物質を供給していることは間違いない」と述べた。
時の理解
メスリングは研究について語る際、この発見がもたらす広範な意義にも触れ、「私たちの発見は、私たちの故郷である地球の内部ダイナミクスの進化に関して、まったく新しい視点を開くものです」と述べた。
金を掘り当てる
メスリングは巧みに今回の発見をまとめて「最初の結果が出たとき、まさに金鉱を掘り当てたと実感しました」と述べた。しかし、どれほどの金を掘り当てたのか、そしてそれが地表に到達するまでにどれくらいの時間がかかるのかは、まだ明らかになっていない。
出典：(CNN) (Popular Mechanics)
