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地球のコアってどのように動いているか知ってる? 「ダイナモ理論」のシミュレーション動画

8/9(水) 12:13配信

ギズモード・ジャパン

ウネウネしてる。

S極とN極を持つ巨大な磁石である地球。その磁場は、私たちを破壊しようとする強力な太陽粒子から守ってくれるという重要な役割を果たしています。ではこの磁場はどのようにして発生したのでしょうか? 実はこの答えははっきりと解明されていないのですが、提唱されている1つに「ダイナモ理論」というものがあります。

【画像】地球のコアってどのように動いているか知ってる? 「ダイナモ理論」のシミュレーション動画

まず、地球のコアは固体の内核と、液体の外核で構成されています。そこでは「より高温の内核近くで熱せられた流体は上昇し、その後、外核を覆うマントル付近で冷やされると降下に転じる。外核では常にこうした対流」が発生しており、その対流によって磁場が発生するというのがダイナモ説です(サイエンスウィンドウより)。

しかし、地球の深部で繰り広げられているその現象を目で見て確認することはできないものです。そこでフランスの地球科学研究所の科学者たちはダイナモ説を立証するため、地球内部の赤道面における温度場(その空間のあるタイミングにおけるすべての地点の温度)のモデリング動画(http://www.gizmodo.jp/2017/07/dynamo-theory-simulation.html)を作ることに。

中心の白い部分が内核、赤と青の部分は鉄‐ニッケル混合物を含む液体が存在する外核です。外核の赤い部分は、高温の内核によって温められて上昇し、青い部分は冷えたことにより、内核に向かって下降しています。動画では、みごと外核の液体が異なる温度で対流していることがわかります。さらに極付近の渦巻きと、この動きによって生成された磁気は常に一定ではないことも示しています。チームの研究は、Geophysical Journal Internationalで出版する運びとなったとか。

フランス国立科学研究センターからのプレスリリースによれば、このダイナモ理論のリアルなシミュレーションは、数値近似とスーパーコンピューターでの計算を頼りにしたんだとか。ちなみに1台のコンピューターで計算しようものなら250年もかかるそうですよ。

当然ながらこれはシミュレーションであって、この対流が磁場の発生の原因になっているのかはまだ正確にはわかりません。それでも、外核の対流構造という目に見えない現象を再現したことで、地球の磁場のより深い理解や、地底を掘るなどGPSが効かない場所での活用に役に立つことは間違いなさそうです。

Image: Image: N. Schaeffer/ISTERRE via CNRS News
Source: GJI via CNRS News, The Free Dictionary, サイエンスウィンドウ, Vimeo

Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US[原文]
(たもり)