地球の中心へ。景色の代わりに、波を読む。

写真で見えるのは、地球の外側。

最初の写真では大陸、海、雲の輪郭を追えます。しかし青い球体が写っていることと、その内部が見えていることは別です。地球の断面図へ進む前に、直接写った表面と、測定から組み立てる内部モデルの境目を置きます。

外側の地殻は、地球全体の大きさに比べると薄い層です。海の下と大陸の下で厚さが違うので、地表のどこからでも同じ深さで次の層に入る、という階段にはなりません。以下の図の地殻35 kmは、縮尺を読むために選んだ代表例です。

地殻・マントル・核は、主に物質の違いで分けた層です。一方、プレートを構成するリソスフェア（岩石圏）は、変形しにくい外側の部分を指し、地殻とマントル最上部を含みます。地殻の底が、そのままプレートの底になるわけではありません。層の名前を読むときは、組成を分けているのか、変形のしやすさを分けているのかも確かめます。

最も厚い岩石の層へ。

地殻の下にはマントルが続き、その底は深さ約2,900 kmにあります。ここを巨大な空洞や、どこまでも続く溶岩の海として想像すると、層の性質を取り違えます。高温でも、大部分は固体の岩石です。

全体図では一つの色で描きますが、マントルは完全に同じ性質の岩石が詰まった箱ではありません。深さによって鉱物や振る舞いが変わります。まずは岩石の層と金属を主とする核を区別し、マントルの流れ方は別の記事で詳しく読みます。

液体の外核の、その内側に固体がある。

核は主に金属からなる領域で、外核は液体、内核は固体と理解されています。地球の中心へ近づくほど熱いから全部が液体になる、という単純な順番ではありません。物質が溶ける条件には、温度とともに圧力や組成が関わります。

ここで言う固体の内核は、歩ける冷たい床を意味しません。地球内部の図は、人が通れる空間を切り開いた旅の記録ではなく、物質の状態と境界を読む模型です。表の固体・液体は、その状態の違いとして読み取ってください。

届く波、届きにくい波が、内部を教える。

地震の波がさまざまな観測点へ届く時刻や伝わり方を調べると、途中の物質や境界について手がかりが得られます。圧縮と膨張が伝わるP波は固体と液体を伝わりますが、せん断の変形が伝わるS波は液体中を伝わりません。外核が液体であることを調べる際の重要な違いです。

波が届かない方向があることを、そのまま内部の空洞の証拠にすることはできません。波の種類、曲がり方、通った経路を合わせて考える必要があります。内部の模型は一枚の波形の印象で決めず、多くの観測と物質の実験に照らして組み立てます。