地球力学：地球核からのマントル成分の離溶によって駆動される初期地球ダイナモ

最近の古地磁気学的観測では、地球には少なくとも34億5000万年前から磁場が存在していたことが報告されている。現在の地球ダイナモの主要な駆動力は、内核の成長によって生じる組成浮力だが、内核は若過ぎるため、約10億年前以前の磁場の存在を説明できない。理論モデルでは、地球マントルの主要な構成成分である酸化マグネシウムの核からの離溶が初期のダイナモを駆動するのに必要なエネルギーの主要な供給源であったことが提案されているが、マントル成分が核へ混入することを示す実験的証拠はまだない。実際には、地球の核形成は、初期の溶けた地球における混和しない金属とケイ酸塩メルトの重力的分離によって生じ、ケイ酸塩マントルから鉄と親和的な（親鉄性）元素が金属核へ輸送され、岩石と親和的な（親石性）マントル成分が残された。本論文では、酸化マグネシウムが非常に高温で核を形成している鉄メルトに溶解することを示す実験結果を提示する。我々は、核形成モデルを用いて、地球の集積時における極端事象（月を形成した巨大衝突など）によって、初期の核に大量のマグネシウムがもたらされた可能性があることを示す。その後核が冷えるにつれて、浮力のある酸化マグネシウムの離溶が核マントル境界で生じ、組成浮力の結果として大量の重力エネルギーが生成された。このエネルギー量は、内核成長によって生成される量を超えることはないものの、それに匹敵するため、内核が形成される以前に古代の磁場が存在していたことで提起された難問が解決される。

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