地球内部の重力戦争が私たちの一日の長さを変えている

地球の 1 日 24 時間の長さの小さな変動は、惑星の金属核の動きによって生成される力間の闘争によって説明できます。この発見は本日報告された 自然¹地球物理学者は、地球深部の神秘的な構造の理解に向けて順調に進んでいる可能性があることを示唆しています。

惑星の自転速度は時間の経過とともに微妙に変化し、数十年にわたってわずか数ミリ秒程度の 1 日の長さの変動を引き起こします。地球物理学者は、遠く離れた宇宙物体に対する地球の位置を観察することによって、これらの変化を測定します。

研究者らは、これらの変動が地球の核と岩石マントルの間の相互作用に関連しているのではないかと疑ったが、どのような力が関与しているのかは明らかではなかった、とカナダのエドモントンにあるアルバータ大学の地球物理学者マシュー・ダンベリー氏は言う。科学者たちは、核が「これらの数十年にわたる変化の原因であることを知っています。しかし、それはどのようにして起こるのでしょうか?」彼は言い​​ます。それがはっきりしない部分です。

コアトルク

地球の核は、惑星の中心にある火星ほどの大きさの球で、主に鉄で構成されています。内核は固体であり、独立して回転して、溶融した流体の外核になることができます。研究者らは、核のこれらの部分がそれらを取り囲む岩石質のマントルと結合して、惑星の全地球回転を遅らせたり、速めたりする可能性があると提案し、いくつかの方法を提案している。

地球の内核はその奇妙な回転を止めたのでしょうか?

1 つは、ねじり力である機械的トルクを生み出すことによるものです。溶融した外核の流れは、岩石の周りを流れる川のように、マントルとの境界面の凹凸を押し出す可能性があります。別の可能性は、外核の流れによって生成された磁場がマントルの鉄が豊富な部分を引き付け、電磁トルクを生成するというものです。そして、3番目の力は、内核の高密度領域をマントルの異常に高密度な領域に向かって引っ張る重力から生じる可能性がある。

ダンベリーと同僚の同じくアルバータ大学の張慧峰は、これらの力のさまざまな組み合わせが地球の 1 日の長さをどのように変えるかを調査するモデルを開発しました。このモデルの重要な部分は、2023 年に発表された研究に基づいています。² 彼は、1960 年代から、地震による地震波を使用して、地球の他の部分に対する内核の回転速度を測定しました。この研究により、内核は2010年頃までは惑星の他の部分よりもわずかに速く回転していたが、その後はよりゆっくりと回転し始めたことが判明した。

常に重力が勝つ

研究者らは、自分たちのモデルが、重力トルクが支配的な力だったときの地球の日の長さの変化の記録と最もよく一致していることを発見した。しかし、一種の地球物理学的綱引きのように、反対方向に押す電磁トルクと機械トルクによってバランスを取る必要がありました。 「結果が出るまで、彼らが互いに競争しているとは知りませんでした」とチャンは言う。

この押し引きの闘争は、内核の回転速度にも影響を与えるようです。このモデルによれば、内核はマントルの高密度領域に引き付けられるため、内核はマントルと「整列したい」としている、とダンベリー氏は説明する。しかし、時間の経過とともに、外核のほぼ西向きの流れによって位置がずれ、その後重力によってゆっくりと東向きの位置に戻されます。