櫻庭 中 氏（地球惑星科学専攻）　コアの対流 ― 線形不安定と乱流

2006年4月12日

地球のコアの対流について，２つの話題を提供する。

地球の磁場の存在は，地球内部での活発な対流運動（対流ダイナモ）を示唆す
る。一般に惑星の磁場は，その内部のダイナミクスに関する重要な情報源のひ
とつである。惑星内部にどのような流れが生じ，また（空間パターン，強度，
時間変動の性質など）どのような磁場が生じるか，という問題は，惑星科学に
おいてもっとも基本的な問題のひとつであろう。

導電性の物質が流動し，それによって誘導電流が流れるという対流ダイナモの
プロセスは，なかなか複雑である。その複雑さの一因は，コリオリ力，ローレ
ンツ力，浮力などの複数の外力が３次元的に作用する点にある。そこで一つ目
の話題として，やや古典的ではあるが，磁場がかけられた状態での回転流体球
の熱対流の発生条件（線形安定解析）の問題をとりあげる。この問題は，一様
な流体球のなかで，いかにセルフ・コンシステントな流れ場，電磁場が発生す
るかという洞察を与えるであろう。

こと地球について考えてみると，一見地磁気に関する情報は豊富のようである
か，実際はそれほどでもない。地磁気は液体金属コアの流れを反映しているが，
どのような流れが生じ，どのような電流が流れているかについての情報は，き
わめて限られている。二つ目の話題として，観測される地磁気の双極子モーメ
ントの時間変動から，コアの対流についてどのような情報を得ることができる
か，という問題をとりあげる。数値シミュレーションとの比較により，コアの
乱流状態についての情報が与えられる可能性がある。