海洋底ダイナミクス 2015 2016/1/13 中央海嶺では「マグマが噴出して冷える」ことを通じて、固体地球の熱を海洋へ運んでいるといえる。海嶺から放出される熱量の見積もりを以下の手順で行いなさい。(1) (4)は計算する必要はないが、単位系をあわせるための数値は入れなさい。 1. (1) 海嶺の総延長がL[m]で両側拡大速度がｖ[m/yr]の時、この海嶺で1年間に生産される海底の面積 S[m ]はどのように表されるか。 2 (2) 海洋性地殻の厚さがD[m]、地殻の密度がρ[kg/m ]として、この海嶺で1秒あたりに生産されるマグマ量M[kg/s]はどのように表されるか。 3 (3) 生産されたマグマは噴出時にT [℃]であるが、海水で冷やされ、熱水と同じ温度T [℃]まで冷却される。このときに放出される熱(仕事率）Q[W]はどのように表されるか。ただしマグマ物質の比熱を C[J/(kg・K)]とする。ヒント:ワットW=[J/sec] 1 0 (4) マグマはT [℃]まで冷やされると液体から固体になる。この相変化による潜熱はl[J/kg]である。潜熱による放出熱(仕事率)Q [W]はどのように表されるか。 0 l (5) 添付の表と各パラメータの数値を利用して、世界の中央海嶺から放出される熱(仕事率)[W]（Q とQ ）の総和を推定しなさい。値は表に記入してよい（表の赤に塗られた枠を埋める）。この結果を元に、1年間に地球上の中央海嶺すべてで放出される熱量[J]を求めなさい。有効数字は2桁。 l 海洋底ダイナミクス 2015 2016/1/13 2. (1) １で求めた熱がすべて海水を熱水に変える(温度が0℃から350℃に変化する)ことに使われると考え、海水の比熱容量は6.3×10 [J/(kg*K)]とすると、1年間に中央海嶺では何kgの海水が熱水に変化できると推定できるか。 3 (2) 全世界の海水量はおよそ1.4×10 [kg]である。2で求めた年間の熱水循環量で割ると、およそ何年で世界中の海水が熱水循環にとりこまれる計算になるか。 21