地球の核（中心の金属）から水素がもれている？火山の溶岩に残る手がかり

Hydrogen from Earth's center may be reaching the surface in lava, a study says. Scientists in China studied clues about the core, the metal ball at Earth's center. They think hydrogen may have moved out of the core during most of Earth's history.

地球の中心の水素が、溶岩にまじって地上までとどいているかもしれないと、ある研究が発表しました。中国の科学者たちが、地球の中心にある金属のかたまり「核」の手がかりを調べました。地球の歴史のほとんどのあいだ、核から水素が外へ出てきたのかもしれないと、科学者たちは考えています。

The core starts about 2,900 kilometers below the surface. It is made mostly of iron and nickel. No one can go there or study it directly. Above the core is a thick layer of hot rock called the mantle.

核は、地面から約2,900キロメートル下から始まります。核はおもに鉄とニッケルでできています。だれもそこへ行けず、直接調べることもできません。核の上には、マントルとよばれる、熱い岩の厚い層があります。

Some lava from Iceland and Baffin Island in Canada has very little heavy hydrogen. Heavy hydrogen weighs more than normal hydrogen. Scientists have argued about the reason for this.

アイスランドとカナダのバフィン島の溶岩の中には、重い水素がとても少ないものがあります。重い水素は、ふつうの水素より重さがあります。そのわけについて、科学者たちは議論してきました。

The team used computers to study early Earth and its ocean of melted rock. The results showed that this ocean could not make lava with so little heavy hydrogen. So the team says the hydrogen more likely came from the core. Some of this lava also has a higher share of rare helium-3 than most rocks.

研究チームはコンピューターを使って、大昔の地球と、そのころのとけた岩の海について調べました。その結果、この海では、重い水素がこんなに少ない溶岩はできないことがわかりました。そこでチームは、その水素は核から来たと考えるほうが合うと言っています。この溶岩の中には、めずらしい「ヘリウム3」の割合が、ほかの多くの岩より高いものもあります。

Earth's metal core may have been releasing hydrogen into the rock above it through much of the planet's history, researchers in China have reported. The team, from the University of Science and Technology of China in Hefei, published the study in the journal Science Advances on October 9. The researchers did not reach the core itself. Instead, they used computer simulations.

地球の金属の核は、地球の歴史の長いあいだ、その上の岩に水素を出しつづけてきたのかもしれないと、中国の研究者たちが発表しました。合肥にある中国科学技術大学のチームが、10月9日に学術誌『サイエンス・アドバンシズ』でこの研究を発表しました。研究者たちが核そのものにたどり着いたわけではありません。かわりに、コンピューターのシミュレーション（計算で起きることを再現する方法）を使いました。

The core begins about 2,900 kilometers below the surface and is made mostly of iron and nickel. Because no one can sample the core directly, scientists look for traces of it in lava.

核は地面から約2,900キロメートル下から始まり、おもに鉄とニッケルでできています。だれも核の試料を直接とれないので、科学者たちは溶岩の中に核の手がかりをさがします。

Some lavas from Iceland and Baffin Island, in northern Canada, contain unusually little deuterium, a heavier form of hydrogen. Scientists have debated where this pattern came from. One idea is that it formed as an ocean of magma on the young Earth cooled and hardened. The other is that the hydrogen escaped from the core.

アイスランドとカナダ北部のバフィン島の溶岩の中には、重い水素である重水素がふつうよりずっと少ないものがあります。この特徴がどこから来たのか、科学者たちは議論してきました。1つの考えは、若い地球にあったマグマの海が冷えて固まるときにできた、というものです。もう1つは、その水素が核からもれ出た、というものです。

The team calculated how normal hydrogen and deuterium would be shared between melted rock and three minerals found deep in the mantle in conditions like those of the magma ocean. The two kinds of hydrogen turned out to be shared almost evenly, so the cooling magma would have left a similar mix of hydrogen across the early mantle. The researchers said the magma ocean therefore cannot explain the very low deuterium in those lavas.

チームは、マグマの海と同じ条件で、ふつうの水素と重水素が、とけた岩と、マントルの深いところにある3つの鉱物のあいだでどう分かれるかを計算しました。2種類の水素は、ほぼ同じように分かれることがわかりました。そのため、冷えていくマグマは、初めのころのマントルのどこでもほとんど同じ水素のまじり方を残したはずです。だから、マグマの海では、それらの溶岩の重水素がとても少ないことは説明できないと、研究者たちは言っています。

They said a transfer of material from the core is a more likely source. In some of the same lavas, the share of helium-3 compared with ordinary helium is also higher than in most other rocks. Helium-3 is an ancient type of helium that may have been stored in the core since Earth formed. Earlier research has also linked changes in tungsten in mantle rocks to the core.

核から物質が移ってきたと考えるほうがありそうだと、研究者たちは言っています。同じ溶岩の中には、ふつうのヘリウムにくらべたヘリウム3の割合が、ほかの多くの岩より高いものもあります。ヘリウム3は古い種類のヘリウムで、地球ができたころから核にたくわえられていたのかもしれません。前の研究でも、マントルの岩にふくまれるタングステンの変化が、核と結びつけられています。

Not all scientists agree on what these clues mean. Quanta Magazine reported in 2025 that some researchers think helium-3 could come from a stable area at the bottom of the mantle instead.

これらの手がかりが何を意味するのか、すべての科学者の意見が一致しているわけではありません。クアンタ・マガジンは2025年に、ヘリウム3は核ではなく、マントルのいちばん下にある安定した場所から来ているのかもしれないと考える研究者もいると伝えました。