マントルが液状というのが分からない

質問

http://unit.aist.go.jp/igg/rg/igi-rg/beta/sl-support/Earth/EarthJ.html
このページとかwikipediaとかで地球の内部構造を調べたのですが、分からないことがあります。
地殻の内部側は液体になっていて、リソスフェアと呼ばれる。その下には液状のマントルがあって、アセノスフェア。その下が固体マントルでメソスフェア。アセノスフェアとリソスフェアでは対流が起こっている。マントルが地上まで出てきたのがマグマ。
という理解でよろしいでしょうか？
それがあっているのなら、
・対流の上に固体があるって不安定だと思うのですが、対流はどのくらいの時間で一周するのでしょう？
・内部の方が圧力が高いと思うのですが、H2O以外の物質って、圧力が高い方が固体なんじゃないでしょうか？なぜ地殻は内部が液状なのでしょう？
・マントルが地殻に来たらマグマになると言いますが、マントルと地殻の間にリソスフェアがあると思うのですが、両方とも液体なら混ざらないのでしょうか？
マントルの化学組成は(Mg,Fe)2SiO4。とwikipediaに載っていましたが、これが液体になると言うことは、(Mg,Fe)2SiO4という一つの分子になる、という理解でよいのでしょうか？
色々聞いてしまいましたが、よろしくお願いします。

回答No.2

noname#40706 · ベストアンサー

＜＜内部側は液体になっていて、リソスフェアと・・・＞＞

あなたの紹介しておられるサイトの図をもう一度ご覧下さい。

あなたのご理解と多少異なっているような感じがしますので。

対流の速さについてだけ回答させてください。

これは場所によって異なりますが、年間数ｃｍ程度のオーダーといわれています。

東太平洋海嶺で生まれた（マントルから上昇した）海洋底は約２億年かかって、１万ｋｍはなれた、日本海溝に達して沈み込みます。

液体　といっても、粘性が非常に大きいですので、さらさらした水とはまったくちがうものです。

褶曲した地層をみることがありますが、あれも立派な液体（！）の性質を示しているということです。その程度の粘性・流動性であるということです。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%B7%E5%B6%BA

お礼

すみません、勘違いだったようです。
ご指摘ありがとうございました。

回答No.4

ht1914

「マントルが液体」というのは「外核が液体」の間違いだそうですがやはり液体については疑問を持っておられると思います。

地層の褶曲やマントル対流で話されているのは時間スケールが入ったときのものです。長時間力が働けば固体も流れるという現象です。粘弾性といわれています。これは小学校でよく作っているスライムで分かります。「ボールのように弾むのに引っ張ると伸びる」、「急に引っ張るとぷちんと切れる」というような性質を見ることが出来ます。

外角が液体であるというのは地震波の伝わり方からのものですから長時間力が加わってというものではありません。
固体中は縦波、横波の両方が伝わるのに、液体中では縦波しか伝わらない。マントルの内側に横波の伝わらない部分があるということで液体があると判断されています。圧力が高ければ固体であるとは限りません。温度が高ければ液体も可能です。太陽はあれだけの質量があって密度も大きいですが気体です。

化学物質についても補足しておきます。
物質は大きく３つに分類することが出来ます。金属、分子性物質、イオン性物質です。岩石は構造が複雑ですが書かれている化学式からではイオン性物質になります。荒っぽく言うと食塩などのグループです。化学式の中のＭｇやＦｅはＭｇ２＋とかＦｅ３＋のイオンです。イオンは分子ではありません。イオン性の物質の食塩の中にはＮａＣｌという他と区別できるような塊は存在していません。
融解した食塩ＮａＣｌの中ではＮａ＋とＣｌ－ヶバラバラになって動いています。
岩石はイオン性の無機高分子として考えないといけないところがありますからＮａＣｌの様にはいきませんが溶岩の中などではイオンが動いているはずです。

回答No.3

kabo-cha

われわれは固体と言うと、まったく変形しないものを想像してしまいます。そうでないことを伝えるために、あえて「液体のように振舞う」と表現することが多々あります。
物理学用語では「粘弾性体」と呼ばれ、短い時間スケールでは弾性体として振る舞い、長い時間スケール（数十年以上）では粘性流体として振舞います。地球の運動を考えるときは当然長い時間スケールですから、粘性流体を仮定するわけです。
粘性を示す単位としてポアズというものがありますが、水は常温で0.01ポアズ程度、玄武岩は100～1000ポアズです。われわれの感覚からいえば前者は明らかに液体、後者は固体ですが、何ポアズが液体と固体の境界なのか、その線引きは難しいところです。ですから、液体と固体はまったく別物ではないという感覚も必要です。

対流の周期はNo.2の方のおっしゃるとおりです。海洋プレートができた年代を調べればわかります。

地球内部では圧力が高いですが、温度も高くなります。温度が高ければ粘性も下がり、低温時よりは液体に近くなります。鉱物の勉強をすると、どの石がどんな温度・圧力条件下でどうふるまうか、ということが重要となります。固体として振舞うか液体として振舞うかを決定するパラメータは温度と圧力の２つです。

次にマントルの化学組成ですが、(Mg,Fe)2SiO4はカンラン石を構成するケイ酸塩鉱物であり、マントルの主要構成鉱物です。ただしこれは
・Mg2SiO4のみからなるもの（苦土カンラン石）
・Fe2SiO4のみからなるもの（鉄カンラン石）
を除いて、ほとんどは両者が混在してカンラン石を作っています。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%B3%E3%83%A9%E3%83%B3%E7%9F%B3

回答No.1

kensan39

少し誤解ですね　地球の中は液体では無いです
核は液体みたいに柔らかいかもしれないですが　それは地球に比べると
小さいです　液体と例えられるのは水みたいに流れるからです
地球の中は対流していますが液体では無いです
固体が流れているのです　地球の大部分はマントルですが
温度差が大きいのです　その差で重さが違うので冷えている物は
重たく　下に落ちてゆくのです
固体が流れるのが見られるのは氷河です
日本も昔は氷河にお覆われていましたから　普通の里山でも
巨大な石が山の中にゴロゴロしています