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実習 スライムで見るマントル対流

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【使うもの】
PVAのり、ホウ砂飽和水溶液、かくはん棒、色水、ビーカー

【手順 スライム作り】
1)ビーカーにPVAのりを適量入れる。例えば100ml
2)色水で2倍に薄める。
3)ホウ砂飽和水溶液を少量入れて、激しくかき混ぜる。例えば20ml

【手順 マントルのモデル】
1)ビーカーに入れたスライム表面に鉄球、ガラス球を置き、沈んでいく様子を比べる。またスライム中に発泡スチロール球を埋め、浮かび上がる様子を見る。
2)異なる色のスライムをビーカーに2層になるように入れる。下から熱し、スライムが対流する様子を見る。

【結果と解説】

スライムは素早く引っ張るとちぎれるが、ゆっくり引っ張るとグニャーと変形する。
マントルには温度差があるので、ゆっくりと対流している(マントル対流)。マントル(カンラン岩)は固体であるが、ゆっくりとであればスライムのように変形するからである。
鉄球とガラス球では、密度の大きい鉄球が速く沈んでゆく。
発泡スチロールは浮かび上がる。重い固体の上に軽い固体が浮かぶ様子は、重いマントルの上に軽い地殻が浮かぶ現象(アイソスタシー)のモデル。
色違いのスライムを上下2層に入れて、下から加熱する様子。
写真下は80℃で2時間加熱したところ。赤いスライム(高温)が円柱状に上昇している。近年、地震波トモグラフィーにより明らかになってきたマントルの上昇流(ホットプルーム)と似たような形が再現できた。

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教員用レシピ
【使うもの】
PVAのり
ホウ砂飽和水溶液・・・ホウ砂は溶けにくいのでよくかき混ぜる
色水・・・食紅、インク等、適当なもので着色する
【手順】
【時間】 1時間

■海嶺モデル

赤スライムと青スライムを重ね、中央下より100℃弱で熱する。 数10時間後。下層の赤スライムが次第に上昇し、中央でほぼ表面に達したところ。海嶺の断面に相当。
表面は(乾燥のためだが)固くなり、さながらプレートのよう。