| 研究課題/領域番号 |
21K03725
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
高橋 太 九州大学, 理学研究院, 准教授 (20467012)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 地球磁場 / ダイナモ / コア / 底部マグマオーシャン / 初期地球 / 初期地球磁場 / 対流 / コアーマントル結合 / 数値シミュレーション / 初期進化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球の中心核を模した回転球または球殻内における電磁流体の対流によるダイナモ作用の数値シミュレーションを大規模かつ系統的に行い，得られたコア，底部マグマオーシャンの対流，磁場データを解析する。古地磁気学的な解析方法も利用することで観測データとの比較を可能にする。計算機能力の都合上エクマン数等扱うことのできるパラメータの範囲は限定されるが，エクマン数に対しては依存性を確認するために，出来るだけ広い範囲(0.001-0.00001)を採用する。
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| 研究成果の概要 |
初期地球磁場の生成過程を3次元の数値ダイナモシミュレーションを用いて調査した。ダイナモが双極子的対称性を持つ解と四重極子的対称性を持つ解の発生条件および、その生成維持過程をキネマティックダイナモ問題およびMHDダイナモ問題の二種類について調べた。底部からの浮力によって対流が駆動されるモデルを用いて、速度場、磁場の対称性、反対称性を強制し、対称性間の相互作用を制限する場合と制限を課さない場合に対してMHDダイナモ計算を実施し、それぞれの結果を比較した。対称性間の非線型相互作用が磁場の形態の決定、速度場へのフィードバックに関して重要な役割を果たしていることが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の主な成果は次の３点になる。（１）地球磁場の形態を決定する要素として速度場と磁場の対称性および，非線型相互作用が重要な役割を果たしている可能性があることが明らかとなったこと。（２）相互作用の度合いが対流の駆動様式に依存して変動すること。（３）過去の地球磁場の形態が現在とは大きく異なるものであった可能性が示唆されたこと。
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