2014 Fiscal Year Annual Research Report
二重拡散対流で駆動されるダイナモとコアの成層構造の理解
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24740303
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高橋 太 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20467012)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 地球ダイナモ / コア / 二重拡散対流 / 安定成層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コア-マントル境界の上にD”層を模した固体電気伝導層を与えたダイナモシミュレーションを実施して、地磁気観測に基づくコア-マントル境界でのトロイダル磁場の推定可能性を検討した。シミュレーションから得られた観測磁場のモデルとコア対流のモデルを用いて、磁場凍結近似に基づく理論的手法によってコア-マントル境界でのグローバルなトロイダル磁場分布を推定した。推定結果とダイナモシミュレーションによって得られたトロイダル磁場とを比較したところ、低緯度の磁気拡散効果が比較的大きな領域を除いて、概ねトロイダル磁場の振幅及びパターンを再現できることが明らかになった。
コアの対流を拡散係数の異なる熱対流と組成対流による二重拡散対流として取り扱い、さらに、コア最上部に熱的あるいは組成的安定成層を置いた際のダイナモの振舞を調査した。拡散係数の比が10となるように熱的なプラントル数を0.1、組成的なプラントル数を1とした。エクマン数は3x10-4 から 3x10-5まで下げて調査した。前年度までの成果に基づき、組成対流が支配的になるように熱と組成による浮力源をそれぞれ与えた。その結果、安定成層が存在する場合には熱的/組成的なものに関わらず、多くの場合で生成される磁場の強度が著しく下がった。しかしながら、組成対流が卓越し、熱的な安定成層を与えた場合には、安定成層の無い場合と同程度の磁場強度が得られた。これらの結果と、地球コアでは組成対流が支配的なことを考慮すると、地球コア最上部の安定成層の起源は熱的なものである可能性が示唆される。
本研究で得られた知見はコア-マントル境界の電磁気的、熱的、化学的状態を規定し、コアのダイナミクスを理解する上で重要な成果であると考える。
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Research Products
(6 results)
