| 研究概要 |
本研究の目的は,高速回転球殻中における3次元電磁流体(MHD)超高精度ダイナモの数値シミュレーションを実施することにより,現実の地球コアのダイナミクスが再現されている状態において,地磁気逆転メカニズムを解明することである.この目的を達成するために,グリッドコンピューティング用計算コードを開発し,数値計算を行い,その結果を解析することにより,地球磁場の極性が逆転するときに,磁場がどのように振る舞うかを調べる.地磁気逆転の統計的性質はパラメータやコアーマントル境界(CMB)における境界条件に依存する.特にCMBにおける熱的境界条件である熱流束分布およびその大きさは地球の熱史を通して変遷している.そこで,CMBにおける様々な熱流束分布を課すことにより,コア・ダイナミクスおよび磁場強度にどのように影響するかを調べた.エクマン数が大きいとき,熱流束分布の振幅が大きいと磁場が維持されなくなることがわかった.同じ振幅でも,エクマン数が小さいときには,磁場が維持されることがわかった.よって,以後はエクマン数が実地球のように十分に小さい場合を調べた.熱流束分布が赤道面対称な場合,その振幅が大きいほど,そして波長が長いほど生成される磁場は強くなり,双極子磁場を強くすることがわかった.一方,熱流束分布が赤道面半対称な場合,磁場強度は変わらないが,双極子磁場の傾きに影響を与えることがわかった.このように下部マントルの熱的不均質が地球磁場強度,そして双極子磁場の安定性に影響することを明らかにした.今後は,磁場の極性が逆転するようなパラメータにおいて,さらに境界条件の影響を調べる必要がある.
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