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概要

MAT TOOLBOX 2018

地球や惑星の変動をシステムとして数理的に理解する地球惑星システム科学とは?地球や惑星を構成する生命圏・大気圏・海洋圏・固体圏を「多圏相互作用」として理解することです。ただし、「多圏相互作用」として、地球・惑星の進化・変動を理解するためには、1秒から数億年にわたる非常に異なる時間スケールの地球・惑星変動を統一的な視点を持って理解することが必要です。中央海嶺熱水循環(水ー岩石相互作用)対流運動島弧火山(プレート運動の原動力)プレートの沈み込み大気ー海洋システム脱水反応地球・惑星変動における多圏相互作用の概念図(固体圏に着目した)ダイナモ磁場生成内核固化・成長外核大陸マントル大規模不均質構造中心核ー岩石マントルの相互作用生命を有害な太陽放射線から守っている惑星固有磁場の長時間スケール変動を理解するために、固体圏での、金属鉄中心核と岩石マントルとの相互作用を理解することが重要です。その理解のために、特徴的な時間スケールがマントループレートのダイナミクスに比べて短い中心核ダイナミクスについて、熱・組成・磁気進化を一つの熱力学理論が使えます。その理論を、数億年スケールでは「流れる」固体として振る舞う岩石マントルの変動シミュレーションモデルの境界条件として適用する核?マントル結合系進化モデルの開発を行っております。そのモデルを用いることで、プレートテクトニクスから惑星固有磁場変動までを一つのシミュレーションモデルや理論で表現し、固体圏を一つ進化システムとして理解することができます。固体圏システム相互作用モデルによって計算された中心核の熱進化とマントルの化学進化10計地算球科学