【研究】地球の磁場は、予想を超えるスピードで弱まり続けている

名無しさん＠０新周年＠＼(^o^)／

日経サイエンス　 2005年7月号
地球45億年の歴史の中で，地磁気の南北は何百回となく入れ替わってきた。反転の理由は長い間，研究者の間で謎だった。
だがここ10年の研究でその謎が解け反転の仕組みがわかってきた。スーパーコンピューターによるシミュレーション，人工衛星
による磁場観測，地球のコアを模擬した実験装置の開発などの成果だ。
地球の中心コアにはダイナモ（発電機）があり，そこから磁場が発生し，地球全体を覆う双極子を作っている。秘密はそのコア
とマントルの間の境界上にあった。人工衛星の観測から，この境界上に通常の向きとは逆の磁束斑があることがつきとめられた。
これは「逆磁束斑」と呼ばれる。
最大のものはアフリカ南端から南米大陸の南端の下まで広がっている。過去の観測と比べた結果，逆磁束斑はコア・マントル
境界上で次々と形成されていることがわかった。
この逆磁束斑は磁力線が地球の自転のコリオリ力の作用を受けたり，東西方向の磁場の影響を受けたりすると形成されるらしい。
逆磁束斑が磁場反転の原因となるのか検証するためにスーパーコンピューターによるシミュレーションが行われた。
1995年からグラッツマイヤーらのほか，日本の陰山聡など３つのグループがほぼ同時にスーパーコンピューターで地球ダイナモに
よって生じる磁場のシミュレーションを始めた。数十万年分を再現する計算の結果，双極子磁場が発生し，コア・マントル境界上
に逆磁束斑ができたあと，磁場の反転も起きた。
だがこれらのシミュレーション結果がそのまま地球のコアの中で起こっているとは誰も確証が持てない。なぜなら計算はすべて
近似値を使っているからだ。コア内の熱対流は複雑で細かい乱流が多数存在しているはずだ。現在のスーパーコンピューターでは
この乱流を３次元的に扱うことは不可能だ。
乱流の効果を組み込んだシミュレーション方法の研究が進む一方で，地球ダイナモを模した実験装置の開発も進んでいる。液体
ナトリウムを入れた巨大な容器を回転させてダイナモ機構を作り出す実験だ。
地球ダイナモの機構を完全に解明するにはもう少し時間がかかりそうだ。