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熱の巻


目次

1-1 地球の中を見てみよう
1-2 地下に行くほど温度は高い?
1-3 日本は火山の国
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1-1地球の中を見てみよう

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地球をばっさり切ってその断面を見てみましょう。

本当なら斬鉄剣を使っても地球を切ってしまうのは無理だとわかっていますし、第一誰も見たことは無いんです。それを「きっとそうじゃないかな」と推定してしまうのが人間の凄いところです。 earth

さて、地球を半分にすると「ゆで卵」に似てるな〜、と思いませんか?いえ、そう思って左の絵を見るとだんだんそう見えてくるので不思議です。何回見てもそう見えないならばヒントを差し上げましょう。

  1. 地殻=卵の「から」
  2. マントル=卵の白身
  3. 核=卵の黄身(外核は半熟、内核は固茹で)

どうです?良くできているでしょう。確かに地熱は地殻の中でのお仕事ですが、熱はその下にあるマントルから供給されています。地熱は結構奥が「深い」のです。


1-2.地下に行くほど温度は高い?

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私たちは地面の上、「地殻」の上に生活しています。これを約30km掘るとそこはもう「マントル」です。しかし、マントルはとっても熱い物質であり、この熱が地表にまで伝わってきており、100m掘れば3℃温度が上昇します。

ここで少し計算をしてみましょう。地熱に使う蒸気は実は100℃ではありません。もっと高い250〜300℃ぐらいです。では、地表からどれだけ掘ればその温度(300℃)になるか?まあ、計算は各自やっていただくとして、答は10000m、つまり10kmです。しかし!地熱の井戸はせいぜい3km程度の深さしかありません。この違いは何か?決してこれを書いている私が計算間違いをした訳じゃないのです。

実は、これまでの計算に使った数字はいわゆる平均値であり、どこでも一律に温度が上がるわけではありません。つまり「地球の適当な場所を選んで井戸を掘り、300℃の温度まで達せよ」という無茶な命令を受けた場合にのみこういうことになるのであって、地熱を効率よくやるためには温度の異常分布、つまり温度の高い地域を狙って掘ればよいのです。では、「温度の異常に高い地域」とはどこか?それが「火山」です。

1-3.日本は火山の国

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現場から見た焼山

雲仙岳の災害は記憶に新しいところですし、60年ほど前には、北海道のある場所に突然火山ができてしまいました。また古文書を紐解けば、あちこちに火山による災害の記載が見られます。外国人が思い浮かべる日本の姿に「富士山」がありますが、この富士山も火山です。日本には至る所に火山があり、過去2000年の間に活動した火山は123個あります。左の写真は澄川の現場から見た焼山です。その名の通りこれも火山であり、澄川の熱源と考えられています。

それでは何故火山は熱いのか?前に説明した約30kmの厚さを持つ地殻は、ところによってマントル部分へと沈みこんでおり、そういう場所では岩石(地殻)が溶けやすくなっています。そして、地表付近まで上がってきた溶けた岩石(これをマグマと呼びます)の熱によって、浅い場所でも地面の温度が高くなります。日本・フィリピン・インドネシアなど火山地帯が良い例です。火山地帯での地下3kmでの温度は300℃ぐらいになります。

確かに火山は災害に結びつく恐ろしい存在ですが、地下10kmまで深く掘らなくても、浅い場所でも十分熱い。この性質を上手く利用しているのが地熱エネルギーです。

さあ、それでは「水の巻」へ



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