栗田 敬教官 講義プラン


「地球内部構造」と「火山活動・ダイナミクス」につて各3回の講義の予定

個別的な事例の紹介と一般的な物理的背景・数理的取り扱いの両者を必ず一回の講義の中に含めたい.本当は個別的事例の解釈がそれぞれ、経験則ではない「物理」の裏付けのあることを説明したいが、学生の興味を惹きつつ、どのように行なうか未知.

−地球内部構造−

第1回:地球はどのようなものからできているのか?

平均密度から地球が金属・岩石からなっているということを示す.地球内部の圧力はどのくらいか?

高圧下では物質はどのようになるか? 相転移という概念

● 個別事例:太陽系天体の密度、地球の位置、密度構造

● 数理的取り扱い:静水圧での内部圧力の計算、惑星の中心圧力の求め方

第2回:地球内部はどのような状態か?

地球のマントルは長周期では粘性流体的な挙動、短周期では弾性的な挙動を示すことを説明.

● 個別事例:スカンジナビアの上昇、自転周期と赤道バルジの不一致

● 数理的取り扱い:回転楕円体の平衡形状、角運動量の保存・自転速度の遅れ

第3回:地球内部の温度はどのくらいか?

地球内部の熱源はなにか? 現在地球は冷えているのか? 死につつあるのか?

● 個別的事例:地殻熱流量、放射性元素

● 数理的取り扱い:熱輸送量、重力エネルギーの概念



−火山活動とダイナミクス−

火山の個別的な話と噴火現象の物理と言う2つの話から構成.

第1回:火山はどこにあるか?

プレートテクトニクスから見た火山の分布の整理.どのような場で融解が生じるのか?

●個別的事例:ハワイの火山の紹介・観光案内、日本の火山フロントの紹介

数値的な取り扱い:ここはないか?

第2回:火山から出てくるものは何か? (噴火スタイルについて)

富士山が噴火したら東京はどのような影響を受けるのか?

● 個別的事例:富士山の溶岩流・爆発的噴火、阿蘇のカルデラ形成、地球上で最大の噴火は?

● 数理的取り扱い:噴煙柱形成の物理、重力崩壊・火砕流の発生の物理、パイロクラストの分布

第3回:なぜ火山は爆発するのか? (爆発現象の物理の基礎)

発泡現象の解説、爆発的噴火プロセスの解説

● 個別的事例:セントヘレンズの噴火(ビデオ)

● 数理的取り扱い:ヘンリーの法則、過飽和現象、爆発と気体の状態方程式.