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宇宙の実験教室

Ideas and resoueces for planetary science experiments

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惑星を作ろう

惑星が太陽系の中でどのようにできて、成長し進化してきたかを身近な物を使って再現するモデル実験です。
ねらい

太陽系がどのようにできたのか、また、その中で惑星はどのように作られたのでしょうか。

私たちの住む地球は太陽系の惑星の1つです。地球や惑星は太陽系の星雲の中で塵が積もり、それらが衝突合体して微惑星に成長し、微惑星から原始地球へとどんどん大きくなったと考えられています。
太陽系がどのようにできたのか、また、その中で惑星はどのように作られてきたのかを紙芝居で見ていきましょう。これらは、いん石など地球外物質の調査、太陽や他の惑星の調査や観測、理論的な研究や膨大な計算をもとに、現在考えられている惑星の形成のシナリオです。

太陽系ツアーへ

地球がどのようにして太陽系星雲のガスの中でできていくか、実験を通して考えてみましょう。また、原始地球のその後の進化も考えてみましょう。

実験方法

用意するもの

パラフィン、鉄粉(あるいは、研磨剤など細かい金属粉)、ロート、ホットプレート、ビーカー、お湯

実験1―塵から微惑星、原始惑星へ

パラフィンを削って細かくし、鉄粉を混ぜて、塵物質をつくりましょう。
パラフィンに色を付けたい場合には、荒削りしたパラフィンに色クレヨンを混ぜて溶かし、再度、固まった後に、削って細かくしていきます。
バラバラの塵を集めて手で固めていきましょう。微惑星ができます。
また手で固めた微惑星同士をさらに合体させていきましょう。ここでは、強く互いをぶつけ合うと壊れてしまいます。衝突破壊がおこるわけです。
重力で集まって固まっていくように、ラップの上に微惑星をたくさんおいて、ラップごとぎゅっと強く手で丸めて固めてみましょう。合体していくとどんどん大きくなりますね。これを、原始惑星と考えましょう。


実験2-地球の中身

原始地球にどんどん微惑星が衝突してくると、表層が溶けていきます。これが、マグマオーシャンです。マグマオーシャンの様子を観察するために、実験1で作った原始惑星を溶かしてみましょう。
ロートの管の部分を接着剤で止めます。また、ロートの内側にそって、ビニール袋の底隅を切り取ったものをしきます。ロートは地球の球体の一部と考えましょう。地球の中心がロートの底にあたります。
お湯の入ったビーカーをホットプレートの上に置きます。
原始惑星の一部をロートに入れてロートをビーカーの中で湯せんします。溶けていく様子を観察しましょう。
パラフィンは摂氏70度程度で溶融しますので、蒸発しない程度で溶融する温度を保つようにホットプレートの温度調節をしましょう。

実験結果

実験結果

原始惑星が溶けてくると、鉄粉が下の方に晶出してきますね。そして、下部に鉄粉の層が、上部にパラフィンの層ができます。

考えよう

考えよう

パラフィンは岩石の代わりです。実は、地球は主にマントルと呼ばれる岩石と核と呼ばれる鉄の層からできているのです。原始地球ができた頃、地球の表層が微惑星の衝突によって溶けて、晶出した鉄がどんどん地球の中心へ沈んでいき、地球の中心に鉄の核をつくりました。そして、その周りを岩石のマントルがとりまくようになったのです。

 

実際の地球の中はどのようになっているのでしょう。 惑星の中を覗いてみようへ

 
sorry,this article is japanese only.