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地球の中心にある核は振り子のように揺れていた。1日の長さのバラツキと関連性

カラパイア


 地球の中心部には「内核」という高温の鉄の球が存在する。最新の研究では、この内核が振り子のように揺れていることが判明したそうだ。

 これまでの学説では、内核は地表より速く、一方向に回転し続けているとされてきたが、それをくつがえす結果だ。内核は定期的に回転する方向を変えていたのだ。

 『Science Advances』(2022年6月10日付)に掲載された研究では、地震データの解析によって、1969~74年にかけて内核の回転が逆転していたことを突き止めている。

 この結果から、1日の長さにばらつきがある理由も説明できるそうだ。

 南カリフォルニア大学地球科学部のジョン・ヴィデール教授は、「最新の観測によって、1969~71年に内核の回転がゆっくりになり、1971~74年位は逆回転したことがわかった」と語る。

 これと1日の長さのズレの周期が一致していることも併せて考えると、内核は振動している可能性が濃厚なのだそうだ。


地球の内核は絶えず動いている

 地球の内核は、ここ30年で飛躍的に理解されるようなってきた。内核とは、地球中央に位置する核(コア)の内側の部分で、直径2440キロ(冥王星ほどの大きさ)の高温・高密度の鉄の球である。

 これまでの研究から、内核は静止しておらず、動き続けていることが明らかになっている。だがただ動いているのではない。地球のそれ以外の部分よりも速く回転しているのだ。

 1996年当時、内核の回転は年に1度ほどと推測された。しかしその後、回転速度はもっと遅いことが明らかになっている。

 1971~74年、北極圏のノヴァヤゼムリャでソ連が地下核実験を行った。ヴィデール教授らは、米空軍の地震観測網「LASA(Large Aperture Seismic Array)」が検出したこのときの地震波を分析。その結果、年に0.29度程度であることがわかったのだ。

国際宇宙ステーションから観測された軌道上の日の出 image credit:NASA/Johnson Space Center

内核は定期的に回転する方向を変えていた

 ヴィデール教授とウェイ・ワン氏による新たな研究では、アラスカ州アムトチカ島で行われた2つの核実験(1969年ミルロウ実験、1971年カニキン実験)のデータが同様の方法で分析されている。

 その結果、奇妙なことが明らかになった。内核の回転速度は年に約0.1度、つまり地球自体の回転よりも遅かったのだ。すなわちこの間、内核は逆回転していたことになる。

 内核が6年周期で振り子のように揺れているだろうことはよく知られていたが、それが地震学的に直接観測されたのは初めてのことだ。

 ヴィデール教授は、内核が振動しているという仮説は以前からあったが、それが現実的なものか意見が二分されていたと説明する。

 今回の研究でも、先の2つの核実験で確認されたものと同じ方向への回転を予測していたが、その逆の結果だった。「逆方向に動いていることを知り非常に驚いた」とヴィデール教授は語る。

内核が形成された原因の究明へ

 ヴィデール教授よると、今後の研究の成果は、これまでの結果と比較できる精度の高い観測データを手に入れられるかどうかに左右されるという。

 核実験で生じた地震のデータが利用されるのは、単純な地震の位置と時刻を正確に把握できるからだ。

 しかし米国はもう地下核実験を行なっておらず、LASAがそのデータを検出することはない。そのため今後手に入る地震データは、最新の地震計のものであったとしても精度が劣る。

 ちなみに原因は不明ながら、地球の1日の長さや磁場は6年周期で変動(1日の長さの場合、6年で±-0.2秒)することが知られている。

 これは今回判明した内核の振動周期とも一致する。このことは、1日や磁場の周期が内核の揺れと関係しているという推測を裏付けるものだ。

 ヴィデール教授は、「内核は固定されていない、足元で動いている。6年ごとに数キロほどいったり来たりしているようだ」と語る。

 そんな同氏が取り組んでいる疑問の1つは、内核が徐々に動いているのか、それとも大半の時間は固定されているのか、どちらであるか? であるそうだ。

 「内核がどのように形成され、時間とともにどう動くのか解明しようとしている。これはこのプロセスを理解するためには重要なステップだ」と教授は語っている。

References:The Earth moves far under our feet: A new study shows that the inner core oscillates / written by hiroching / edited by / parumo

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