上昇するプルーム

地震波トモグラフィーの成果から、地球内部では核の表面で温められた高温のマントル物質が上昇していることがわかりました。このような上昇するプルームを、水飴を使って再現した実験です。プルームの部分は、食紅で着色してあります。ホットプレートを使って加熱しますが、１円玉をビーカーの下におくとその部分だけ温められるので、中心から大きなプルームが成長してきます。

１．実験方法

用具
水飴（200ml）、水（15ml）、200mlビーカー（２個）、50mlビーカー（１個）、１円玉（１枚）、ホットプレート（１台）、鍋またはボール（１個）、温度計（１本）、ガラス棒（１本）、食紅（適量）

やり方
(1)200mlビーカーに水飴（200ml）と水（15ml）を入れ、40℃くらいのお湯で湯煎しながら混ぜる。
(2)少量を50mlビーカーにとり、食紅を加えて色をつける。
(3)色を付けた水飴を、ビーカーの底に流し込む。
(4)泡が少なくなるまで、放置する。
(5)色の着いた水飴の入ったビーカーに、色の着いてない水飴を静かに入れる。混ざり合わないように、縁の方から入れる。
(6)ホットプレートを保温にし、一円玉をおく。
(7)一円玉がビーカーの真ん中に来るように、一円玉の上にビーカーをおく。
(8)しばらくするとプルームが上昇をはじめるので、観察する。

実験装置

２．実験結果

水の対流と違い、粘性のある物質を温めるとプルームを形成して上昇します。プルームの傘が周囲の水飴を巻き込み、膨らみながら上昇するようすがわかります。
※画像をクリックすると動画（Quick Time ムービー）を再生します。約１分３０秒の映像を１７秒程度に短縮しています。

この実験は、東京大学地震研究所　栗田　敬　教授の実験を参考にさせていただきました。地球惑星内部物理学研究グループのサイトには、きれいなプルームの動画があります。

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