【地球論・宇宙論】地球内部から地表に向けて電子が移動し、地表はマイナスに、上空はプラスに帯電している。

火山も地震も、台風や集中豪雨などの気象現象も、地球内外のエネルギーに発生原因があり、そのエネルギーの開放の仕方によって様々な現象が生じています。
では、どのようにエネルギーが発生しているのでしょうか?

■地表はマイナスに、上空はプラスに帯電している。
まずは、確実な事実から押さえていきます。
高校レベルの参考書にも載っていることですが、地表や海面から上空に移動するにつれて1mあたり100Vくらいの割合の電位差が生じています。30km上空と地表との間には、実に30万ボルトもの電位差(電圧)があります。
(私たちの足元と頭のあたりでも150V以上の電位差があるのですが、人体は良伝導体のため地表と同じ電位になり、普段は実感することはありません。)

この電位差を身近に感じるのが「雷」で、大気の上部と下部の電位差が拡大して、空気の絶縁の限界を終えると放電されます。

雷として放電してしまうと、上空と地表の電位差は縮小していくので、いずれ雷が発生しなくなるはずですが、太古の昔からずっと雷が鳴り続いているということは、地表には電子が、上空には陽子が常に供給され続けられていることになります。

■帯電するしくみ
上空に陽子を供給し続けているのは「宇宙線」だと思われます。宇宙線は、宇宙空間を飛び交う高エネルギーの放射線で、主な成分は陽子=アルファ粒子(水素の原子核)ですが、それ以外にも、リチウムやベリリウム、ホウ素や鉄などの原子核も含まれています。

それに対して、地表に電子を供給し続けている仕組みが未解明ですが、有力なのは「地球内部のカンラン石が大量の電子を放出している」リンクという説です。

地球の体積の大部分を占めているマントルの主成分はカンラン石で、カンラン石(Mg2SiO4)が、マントル内部でメタン(CH4)と反応することで」水と二酸化炭素、そして電子を発生させます。
(2Mg2SiO4 + CH4 -> 2Mg2SiO2 + 2H2O + CO2 + 2e-)

地球のさらに深部では下部マントルがスティショフ石(SiO6)で占められており、スティショフ石がメタンと反応すると水と二酸化炭素ができます。
(2SiO6 + CH4 → 2SiO4 + CO2 + 2H2O + 2e-)

この様に、マントル下部から地表にかけてSiO6 → SiO4 → SiO2へと電子を放出しながら化学変化をしていき、その電子が大気中のプラスに引き付けられて地上に移動し、地表をマイナスに帯電させることになります。

「地球内部から地表に向けて電子が移動する」ことは、地球の磁場や、自転を説明する上で重要になってきます。

☆しかし、この説には問題点が2つあります。
マントル内のSiO6がすべてSiO2になってしまったら、電子の供給源が無くなってしまい、気候が大きく変化するだけでなく、いずれ地球の自転が止まり、地球の磁場が無くなってしまいます。(ひょっとしたら、地球の寿命を規定しているのかも知れませんが。。。)

それと、SiO6 → SiO4 → SiO2へと変化するに従い、体積が8倍に膨張するのですが、もし本当なら地球は膨張し続けていることになります。
確かに、超大陸パンゲアが分裂したのは、地球が膨張したのが原因だと考えると納得がいきますし、しばしば地表に大きな穴が開く自然現象が発生するのも、地球内部の膨張で地表が割れた可能性があります。

未明部分が大きいですが、いったん「地球内部から地表に向けて電子が移動」していることを「事実」として仮定して置きます。

参照:http://www.rui.jp/ruinet.html?i=200&c=400&t=6&k=2&m=351178

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