内核成長のダイナミクスから解き明かす10億年スケール地球ダイナモ進化

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K03808
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 高橋 太 九州大学, 理学研究院, 准教授 (20467012)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 地球磁場 / ダイナモ / 地磁気永年変化 / 内核成長 / 10億年スケール / コア

研究成果の概要

地球型惑星に関する数値ダイナモモデルを用いて、外核の対流によって生成される磁場構造とその時間変動を様々な時間スケールで調査した。内核成長による10億年オーダー、100万年オーダーおよび、1年オーダーという３つの時間スケールにおける磁場変動に着目した。10億年スケールについてでは、現在および過去の地球の核では対流構造を支配するメカニズムが大きく異なる可能性が示唆された。100万年スケールでは、逆転頻度と逆転に要する時間との相関について調査し、古地磁気学的記録との比較を行った。短周期変動については、データ同化による地磁気永年変化予測を行い、地球磁場変動モデルの作成に成功した。

自由記述の分野

固体地球科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究における成果を各時間スケールでまとめると次の3点になる。（１）内核の成長に伴う地球外核の特徴的な対流構造、ダイナミクスの変遷と、それらの変化に伴って実現される磁場構造とその永年変化から、地球の熱史と核のダイナミクスの関係を議論することができるようになった。（２）100万年スケールの古地磁気学的データに基づいて、過去の地磁気逆転と地球ダイナモの特徴を規定する際に重要な指標を提供することができた。（３）数年スケールで地球磁場の短期変動予測の実現可能性を示したことにより、より正確な地球磁場変動モデルの作成に寄与することができるようになった。