今日の宇宙画像　2006年8月25日号　惑星地球の政治家の「異状」は、地球極性の逆転影響？　惑星テラ見聞録

自己の宇宙、遥かな宇宙　全ての答えがこの宇宙にあります。
惑星テラ見聞録は、答えを探す切っ掛けを提案します。

　このページは、今日の宇宙画像
2006年8月25日号　です。

Welcome to the-cosmos.org
問いに遭遇し、答えを得て、理解へ歩む

2002年6月15日開設
2005年8月15日改訂

The Earth's Magnetic Field
Source : University of California Santa Cruz Processing : Planet Terra Memoirs, the-cosmos.org
Explanation
Why does the Earth have a magnetic field? The electrical conductivity of the molten plasma of the Earth's core should be able to damp the current magnetic field in only thousands of years. Yet our five billion year old Earth clearly causes magnets to point to (defined) north. The mystery is still being studied but recently thought related to motions in the Earth's liquid outer core. Specifically, as portions of the outer core cool and fall inward, oceans of the liquid iron-rich magma rise outward, forced into a helical motion by the spin of the Earth. This motion, many geologists now believe, regenerates Earth's magnetism. Pictured above, a computer simulation shows the resulting magnetic field lines out to two Earth radii, with blue lines directed inward and yellow lines directed outward.
JPEG 拡大画像	TIFF 拡大画像

　今日の宇宙画像は、非常に複雑に絡み合っている地球の磁場です。
　しかも、地球の双極子極性が、過去に何度も逆転していました。
　これだけ磁場が込み入っている上に極性までも逆転するのですから、惑星地球の政治家にも「異状」が多いのかもしれません。
　惑星地球の全ての物質に電子があるので、穏やかな政治家が豹変するような作用も起こります。
　本題に戻って、地球磁場のシュミレーションによる予測について、過去30年の地震データで地球の内核と外核の回転差の予測が裏付けられたようです。
　まだ公表されていない最近のシュミレーションでは、非常に小さな内核回転振幅を示すことができるようです。
　地震は、表層の近くだけではなく地球核の回転振幅も影響しているのかもしれません。

　2006年8月27日　t.sasaki

地球の磁場

画像の説明

　なぜ、地球に磁場がありますか？

　地球の核の熱したプラスマの電気伝導率は、数千年だけでも、現在の磁場を弱めることが可能でなければなりません。

　それでも、私たちの50億才の地球は、明らかに磁石が定義済みの北を示すことができます。

　ミステリーは、まだ研究されているけれども、最近は、地球の流動する外核の運動に関連があると考えられています。

　具体的には、外核の部分が冷えて内部へ落ちて、流動性の鉄分が豊富なマグマの海が、地球の回転によって螺旋形の運動を強いられ外に上昇します。

　多くの地質学者は現在、この運動が、地球の磁気を再生していると思っています。

　このコンピューター・シミュレーションの画像は、青い線を内部への導きとし黄色の線が外へ導く状態で、2つの地球の半径で外に結果として生じている磁場線を示します。

		地球がゆっくり冷えて、鉄分が豊富な流動性合金内の鉄が、内核境界線で潜熱を放つ内核と合金の軽い要素上で凝固します。この時に生じる熱と構成物の浮力源によって、流動性の外核内で対流が作用すると思われています。　これらの浮揚性作用が流体を上昇させて、コリオリの力が、地球の回転により流体の流れを螺旋形にさせます。　おそらく、この流動性の運動が、遠方に拡散するそれを取り返すために新しい磁場を生成して、磁場をねじって剥ぎ取ります。　しかしながら、今まで、詳細なダイナミックで首尾一貫したモデルが存在しませんでした。　今回のコンピューター・シュミレーションは、実際にどのように地球磁場が、それを維持し作用する強度があるか説明し実証しました。　シュミレーションでは、地球の回転軸によって密接で強い双極子に支配された構造があります。　また、10年から100年の時間的な尺度上で変化する非二極性磁場構造と、どうしてフィールドが時々双極子逆転を経験するかも説明しています。
Source : University of California Santa Cruz Processing : Planet Terra Memoirs, the-cosmos.org
JPEG 拡大画像	TIFF 拡大画像

古代磁性物質の記録は、地球磁場が少なくとも30億年の間存在したことを示します。　磁場領域は、地球の核の大きさと電気伝導率に基づくけれども、永久磁性を支えるには地球の核の温度が高すぎるので、それが絶えず発生していないならば、核から離れてわずか約20,000年で消滅するでしょう。　さらに、古代磁性物質の記録は、地球磁場の双極子極性が、過去に何度も逆転したことを示します。また、およそ200,000年の反転の間の平均時に対して、個々の反転事象では数千年だけです。　これらの観察は、絶えず地球磁場を生成する地球の内部にメカニズムがあることを示します。　このメカニズムは、固体の内核を囲む地球の流動性外核の作用による対流性発電にあると長い間考察されていました。地球の核は、内外共に鉄を主成分としています。　固体の内核は、ざっと、月ほどの大きさですが、太陽の表面温度の熱さです。
	Source : University of California Santa Cruz Processing : Planet Terra Memoirs, the-cosmos.org
	JPEG 拡大画像	TIFF 拡大画像

対流発電仮説を検証して、これらの長年の質問に答えを試みるために、対流と磁場生成についての規模、回転率、熱流れ、そしてできるだけ多くの地球の核の物質特性を備えた固体の内核を囲む流体外核をシミュレーションできる首尾一貫した数のモデルが、初めて開発されました。　この問題について説明する磁気流体力学の方程式は、線形の条件をすべて暗黙に扱うスペクトルの方法（球状調和的およびチェビシェフ多項式拡大）と非線形の条件を明示的に使用して解かれました。　これらの方程式は、一度に20日の時間依存の解析を進めて、何度も解かれました。　並列処理スーパーコンピューターによる地球発電の結果として生じる立体的な数のシミュレーションは、300,000年以上に及んでいます。　シミュレーションの磁場には強度があって、双極子は、本質的に地球で測定される0.2度/年と同じ表面フィールドの非二極性構造の西への流れで、非常に類似する構造を支配しました。
	Source : University of California Santa Cruz Processing : Planet Terra Memoirs, the-cosmos.org
	JPEG 拡大画像	TIFF 拡大画像

		このコンピューター・シュミレーションの解析は、流体外核での対流に関する地球の回転の影響が、どのようにこの磁気磁場構造と時間依存の原因となっているかを図示しています。　それに加えて、シミュレーションで磁場は、およそ36,000年に、数千年の期間で双極子モーメントの逆転を経験しました。　磁気双極子モーメントの強度は、逆転の間におよそ10の要因で減少して、その後に、地球の古代磁性物質の逆転記録で見られるのに類似した回復を示しました。　シュミレーションによる解析は、流体外核での対流が、どのように継続的にフィールドを逆転しようとするかを示すけれども、内核でのフィールドが拡散の非常に長い時間的尺度上で変化するだけなので、固体の内核が磁場の逆転を抑制しています。
Source : University of California Santa Cruz Processing : Planet Terra Memoirs, the-cosmos.org
JPEG 拡大画像	TIFF 拡大画像

また、シュミレーションでは、多くの試みで一度だけ逆転に成功しましたが、それはおそらく地球のフィールドの逆転間の時間が長かったのとランダムな割り当てにあったのかもしれません。　このシミュレーションでは、内核が、初めに固体マントルと表面よりも年あたり2度から3度の経度で速く回転しました。　地球に関する1995年のこの予測は、1996年前半にコロンビア大学の2人の地震学者に、30年の地震のデータでこのスーパー回転の証拠を捜す動機を与えました。　地震学者たちは、このシュミレーションの予測を支持する証拠を見つけて、1996年7月にそれを発表しました。
	Source : University of California Santa Cruz Processing : Planet Terra Memoirs, the-cosmos.org
	JPEG 拡大画像	TIFF 拡大画像

		単純なパラメーター表示を含む最近の新しいシミュレーションは、マントルと内核の間に今も存在するかもしれない重力結合に関して、非常により小さな内核回転振幅を示すことができます。　しかし、この回転は、モデル地球の表面と比較してまだ主に東方です。
Source : University of California Santa Cruz Processing : Planet Terra Memoirs, the-cosmos.org
JPEG 拡大画像	TIFF 拡大画像

宇宙画像の主要項目関連への移動
太　陽　系	星　々	星　団	星　雲	銀　河	宇宙論他
宇宙図で今日は、この辺り。宇宙図トップページ
過去１２ヶ月の宇宙画像カレンダー（アーカイブ）への最短移動　休載月、日があります。
2005年10月	2005年09月	2005年07月	2005年06月	2005年05月	2005年04月
2005年02月	2005年01月	2004年12月	2004年11月	2004年08月	2004年07月

　　　　●

　３Ｄ立体画像の付録です。交差法で立体的に見るには、左右の画像の中間(画像下の真ん中の黒点の上)に両目の焦点を合わせます。いわゆる、寄り目にします。平行法で立体的に見るには、左右のそれぞれの画像の下にある黒点の上の真ん中あたりに視線を持っていきます。このときには、両方の画像が、ぼんやりと見えるように画面をつき抜いてその先に焦点を当てるつもりで見ます。ほとんどを交差法にしています。平行法で見たい方は、画像をコピーして左右の画像を入れ替えてください。２００２年４月３０日ページに立体視の方法について掲載しています。