| 研究分担者 |
伊東 敬祐 神戸大学, 理学部, 教授 (00030792)
安成 哲三 筑波大学, 地球科学系, 教授 (80115956)
阿部 彩子 東京大学, 気候システムセンター, 助手 (30272537)
本多 了 広島大学, 理学部, 教授 (00219239)
小河 正基 東京大学, 教養学部, 助教授 (30194450)
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| 研究概要 |
初期地球におけるマントル対流のレジームの変化の研究を次の2点に着目しておこなった。ひとつのアプローチでは,初期地球の対流計算に大規模部分溶融を導入することによって,それらが大陸下のテクトスフェアの生成や,対流レジームを如何に変えたかを見る。このために大規模部分溶融を含むマントル対流の数値シミュレーションを660km不連続を取り入れてワークステーション(WS)で実行した。660km不連続を取り入れても基本的に結果は変らず,太古代-原生代境界の厳しい火成活動をもたらせたイベントが,発熱源をもつマントル対流の自発的現象として起き得ること,古い太古代クラトンの下に残るテクトスフェアが,大規模部分溶融の結果生じることが分かったが,不連続による密度差が大きい時は,マントル対流は上部と下部の二層に分かれる(小河)。パラメータ化対流は,地球の熱史を計算する上で有力な手段であるが,現実のマントル対流は粘性が温度によって大きく変化するために単純に適用することは出来ない。そこで,局所ヌッセルト数と局所レーリー数という無次元数を導入し,適当な温度を採用することによって,現実的な場所でもパラメータ化出来ることを示した(本多)。パラメータ化対流論によって計算された地球の熱史,大陸成長曲線,海洋地殻の厚さの温度依存性を取り入れて海水準を過去20億年にわたって計算した。海水準は海洋地殻の厚さの変化に大きく依存することが分かった(瀬野・本多)。大陸配置の違う時代の気候分布の推定や,気候の変動要因の相対的重要性の検討を行うための海洋結合大循環モデルの開発を進めた。単純な気候モデルを用いて,地球軌道要素の摂動に対する地球システム(大気・海洋・氷床・物質循環)の応答をWSによって計算した(阿部,山中,安成)。複雑なフィードバック系が,自己組織化によって自然に秩序とでたらめのはざまの臨界状態に進化するモデルを体系化した。不断均衡原理(進化の過程において,最も内部矛盾を少なくするように学習をすること)に基づいたセルオートマタがカオスの縁へ自己組織化することを示した(伊東)。
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