実地球環境におけるダイナモ作用の研究

真实地球环境中发电机作用的研究

• 批准号: 05J11113
• 负责人: 大石 裕介
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J11113/
• 关键词: 数値シミュレーション; ダイナモ; 地球磁場; 地磁気; 電磁流体力学; MHD; コア

本研究課題では地球磁場の生成機構の解明を目的としたMHD(電磁流体力学)ダイナモシミュレーションを行った。ここ10年間で盛んに行われるようになった同様のシミュレーションにより,外核内における対流運動と磁場変動によるダイナモ作用についての知見が広がってきている。本研究では特に、地球シミュレーターを用いた大規模シミュレーションによって、地磁気ダイナモにおけるレイリー数、および熱条件の影響に関する検討を行った。地球の磁場は外核内の液体鉄の対流運動に伴うダイナモ作用によって生成・維持されている。外核内の対流は、(a)地球の冷却、および(b)冷却に伴う内核の成長に際して放出される潜熱、軽元素などによって駆動されている。このうち(b)は内核表面に局在する浮力ソースであるが、これまでに報告されているダイナモシミュレーション研究における多くのモデルでは、(b)のみを考慮している。我々はより実地球に近いモデルを目指し、(a)の影響をも考慮したダイナモモデルを用いたシミュレーションを実施した。その結果、磁場の安定性(磁場の双極子成分の逆転の有無)がコア対流へのエネルギーインプットの大きさを表すレイリー数のみならず、熱源の分布の仕方にも依存している((b)の寄与が大きいほど不安定化しやすい)ことを明らかにした。これまでの地磁気ダイナモのシミュレーション研究においては、磁場の安定性が、レイリー数に依存すること(e. g.,Kutzner and Christenen,2002)、および上部境界の温度境界条件の水平分布が影響していること(Glatzmaier et al.,1999)などが指摘されている。本研究の結論はそれに加わる新しい磁場の不安定化要因の可能性を示唆するもので重要である。

The purpose of this research is to solve the problem of the generation mechanism of the earth's magnetic field. During the past 10 years, the core has been active in the field, and the outer core has been active in the field. This study aims to investigate the effects of large-scale geochemistry, geomagnetic and thermal conditions on the environment and the Earth. The magnetic field of the earth generates and maintains the fluid motion of liquid iron in the outer core. (a) cooling of the earth,(b) release of latent heat and movement of elements during cooling associated with growth of the inner core. (b) The core surface is under buoyancy, and (c) the core surface is under buoyancy.(d) The core surface is under buoyancy, and (e) the core surface is under buoyancy. We will consider the impact of (a) on the Earth's environment and implement the plan. The results show that the stability of the magnetic field (the presence or absence of the dipole component of the magnetic field) is dependent on the number of particles in the magnetic field and the distribution of the heat source (b). The stability of the magnetic field depends on the number of magnetic fields. g., Kutzner and Christenen,2002). The horizontal distribution of temperature conditions in the upper boundary affects the temperature distribution (Glatzmaier et al., 1999). The conclusion of this study is important to demonstrate the possibility of new magnetic field instability.