なぜ地球磁極は逆転するのか?

現在、太陽黒点数の推移を追っています

4月度その11:カナダ・オタワの地磁気振動シリーズ➡バンアレン帯について確認しておく!

カナダ・オタワの地磁気振動シリーズ➡バンアレン帯について確認しておく!

 

 

来月5月からは「カナダ・オタワの地磁気振動シリーズ」として月1回の報告とする予定です

月1回と申しましても、内容的には、オタワ振動の最大値と最小値グラフ、オタワ振動の差分グラフ、オタワ振動の最大値と最小値の観測時刻グラフ、の3記事を月1報告するものです

そこで、事前の準備段階としてバンアレン帯について確認しておきます

と申しますのも、現在、私は太陽の双極子磁力線や太陽風が運んで来る凍結された磁力線と地球磁力線との磁気リコネクションを地磁気振動の原因としてとらえており、果たして本当にそうなのであろうか?という疑念が生ずるからです

磁気リコネクション以外の原因のとしては、バンアレン帯が可能性としてありますので、ここで勉強しておこう、とするものです

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

地球表面の磁場強度マップ2020年

地表の磁場強度分布図(ESA)、青が弱く赤が強い

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2020年の北磁極と南磁極の位置、オタワの位置を示している

2020年の北極側から地磁気強度マップを取れば(IGRF-13)、

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東経E360度表示で主要ヶ所の経度を示している

 

当ブログの磁極逆転モデルを示せば:

1.地球は巨大な1ビット・メモリーであり、内核の鉄単結晶が南北どちらかの極性をロックし双極子磁場(棒磁石)として記憶している

2.この1ビット・メモリー書き換え可能、書き換えは外核液体鉄が上層部では鉄イオンと電子の乱流プラズマ状態となり、磁力線の凍結が生じ、磁気リコネクションを起こし、磁力線が成長し極性が逆で偶然に充分なエネルギーに達した場合に書き換わる

従って地球磁極の逆転は偶然の作用であり予測不可能で、カオスとしてよい

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地磁気データは、気象庁 [地磁気観測所|基礎知識|用語の説明] さんより

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地磁気ベクトルのX正方向が北成分、Y正方向が東成分、Z正方向が鉛直成分

 

 

三つのサイトからの紹介です

まずWiki [ヴァン・アレン帯 - Wikipedia] より 

バンアレン帯の2重構造を示す有名な図で、

内側の赤色の領域は陽子が多く、灰色の領域は電子が多い

赤道付近が最も層が厚く、極軸付近は層が極めて薄い。内帯は赤道上高度2,000 - 5,000kmに位置する比較的小さな帯で、陽子が多い。外帯は10,000 - 20,000kmに位置する大きな帯で、電子が多い

その起原としては、

太陽風宇宙線からの粒子が地球の磁場に捕らわれて形成されると考えられている。電子は太陽が起源、陽子は宇宙線が起源とされている。地磁気の磁力線沿いに運動しており、北極や南極では磁力線に導かれ、進入してきた粒子と大気が相互作用を引き起こすことによってオールラが発生する。

地磁気磁力線に沿った運動」とは、地磁気磁力線にトラップされ、磁力線の周囲を螺旋運動している、という意味です

上図によれば中心にRotational Axisとあるので回転軸であり北緯90°と南緯90°です、これが23.4°太陽に対し傾いているのです(上図では全く傾いていませんが!

バンアレン帯はMagnetic Axisに対称であり、Magnetic Axisとは地磁気を双極子モデル(棒磁石モデル)化した場合のS極N極の軸となります(北極マップに双極子モデルS極2020として示す、何とオタワの真北!でした、北緯80°でしたので約10°程回転軸からずれています、これがどう影響して来るのか現時点では分かりません)

 

 

所で、この図を見ますとバンアレン帯は左右対称なのですが、果たして本当にそうなのだろうか?という疑問が生じます、極めて単純化した説明図ではかなろうか?と

そこで、

Weblio [バンアレン帯とは - Weblio辞書] より

バンアレン帯の画像

地球の赤道上空を中心にドーナッツ状に取り巻く放射能の強い領域。宇宙から飛来する高エネルギーの陽子や電子が地球磁場にとらえられてできる。

これによれば、太陽昼側と反対側にて非対称となり、昼側は太陽風により押しつぶされ夜側は反対側に伸びた形状となります

バンアレン帯の形状は、昼側と夜側で非対称である、として覚えておきます

紫の濃い部分が北側に膨らんでいるのが気になります、何か意味しているのだろうか?と

 

 

さて、もう少し詳しい図となると、それは

JAXA [ヴァン・アレン帯の高エネルギー電子はどこで生まれる? | 宇宙科学研究所] より

https://www.isas.jaxa.jp/topics/files/20191106_1.jpg

太陽風とジオスペースの解説図。(c)ISAS/JAXA

この図ではバンアレン帯の外側電子帯のみを図示しているものと思われます、地球を楕円に取り巻くオレンジドットラインは観測衛星です

ヴァン・アレン帯の高エネルギー電子が増加するメカニズムの一つに、地球磁場の振動に伴って発生する電場によって、東向きに運動している電子がエネルギーを獲得するというものがあります。

とあり、外側電子ベルトでは電子が加速され高エネルギー状態となっているようで、これを調査したJAXAさんの発表です

この図はWeblioさんほどでは無いですが、バンアレン帯は昼側と夜側で非対称です

図ではカスプという地球磁力線が極めて薄くなるホールのような領域が両極地側に存在しますが、これはこれで覚えておきます

 

 

 

以上、お付き合い頂きまして、誠にありがとう御座いました

感謝です