木星エウロパの氷盤-液体海洋重層構造の形成維持機構の室内実験

• Project/Area Number: 11874063
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 田中 浩 名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 教授 (00115594)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永尾 一平 名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 助手 (00252297)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2000: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 1999: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: エウロパ / 熱対流 / 氷.水2層構造 / レイリー数 / 木星 / 氷衛星 / 熱拡散 / 氷地殻 / 惑星探査 / 氷水2層構造

Research Abstract

木星の衛星エウロパには厚い氷盤の下に液体の水の層が存在することがほぼ確実視されている。これを実験的に確かめるために、平成11年度は、冷凍実験室のなかで熱対流が氷を融解する過程、および氷層と水層の最終平衡状態を実験的に調べた。平成12年度は、種々の制約によって室内実験では十分確認できなかった部分を追試するとともに、氷.水2層構造の形成条件をパラメータを変化させることによって可能なかぎり一般性をもって導出することを数値実験によって試みた。
パラメータとして、レイリー数(Ra)と上下の温度差をとった。
(1)Ra=100,000の場合:上下の温度差を変えて実験すると、最終的には氷対水の厚さはおおむね1:9の状態に落ち着いた。しかし、氷と水の厚さの比が1:1になるケースも少ないながら存在した。水層の中では不規則な熱対流が活動しており、この先突然状態変化を起こすことも考えられる。
(2)Ra=10,000の場合:(1)の場合と状況は変わりない。
このように、不規則的に層の厚さの比が異なって出現するというカオス的状態が見られたのは興味ある結果である。詳細に追求する必要がある。