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直近の地磁気逆転、2万年かかった 「チバニアン」地層で解明

掲載日:2020年9月7日

地球史上の直近に起こった約77万年前の地磁気の逆転では、約2万年にわたり地磁気が不安定な期間が続いたことが、地質年代名「チバニアン」の由来となった千葉県市原市の地層の分析で分かった。国立極地研究所などの研究グループが発表した。地磁気逆転の仕組みの解明につながると期待される。

「チバニアン」命名の根拠となった地層=千葉県市原市(研究グループ提供)
「チバニアン」命名の根拠となった地層=千葉県市原市(研究グループ提供)

地磁気は主に地球内部の外核で溶けた鉄などが対流して存在するとされるが、詳細は未解明。地球全体が大きな磁石のようになった「双極子磁場」があり、現在は方位磁石のNが北を指す。地磁気の向きは数万~数十万年ごとに逆転を繰り返しており、直近では約77万年前に現在の向きへと逆転した。

過去の地磁気の向きや強さは、各時代の地層の磁性を持つ成分を調べると分かる。市原市の地層がこの逆転を良好に記録しているなどとして今年1月、基準地に国際認定された。この逆転を境に約77万4000~12万9000年前の年代名がチバニアンとなった。

研究グループはこの時代の逆転の過程を詳しく調べるため、市原市の「養老田淵セクション」などチバニアン命名の由来となった5カ所の地層のうち、詳しい分析が済んでいなかった2カ所の地磁気を追加で分析した。

その結果、逆転した境界の位置は各地層で互いによく一致した。また過去の研究データと合わせ、79万~75万年前の地磁気の変化の全体像を解明。逆転前後の少なくとも2万年にわたり、双極子磁場よりも、それ以外の原因を持つ「非双極子磁場」の方が強く、地磁気が不安定だったことが分かった。非双極子磁場は、地球内部の外核とマントルの境界付近に原因があるなどと考えられている。

地球の内部構造(地球の画像はNASA提供)
地球の内部構造(地球の画像はNASA提供)

この地域の地層は土砂などの堆積が多かったため、細かい時間経過による磁場や生物、気候の変化を把握しやすい。今回の成果は、これまでで最も時間変化が細かく分かる地磁気逆転の記録となったという。茨城大学の岡田誠教授(古地磁気学)は「逆転途中の特有の磁場変動を読み出せる可能性や、逆転の仕組みの解明に役立つ期待がある」としている。

地磁気とともに地層にある花粉や微生物の化石の変化も詳しく調べれば、逆転が環境や生物に与える影響の解明にもつながるという。

研究グループは国立極地研究所、産業技術総合研究所、茨城大学で構成。成果は日本地球惑星科学連合の国際専門誌「プログレス・イン・アース・アンド・プラネタリー・サイエンス」に1日掲載され、極地研などが2日発表した。

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