地球は中心部に核（コア）があり、その上に分厚いマントル層、その外側は大陸や海洋プレートなどを含めた薄い地殻で覆われています。マントルは岩石でできており、この層が主に熱を原動力として流れる現象を「マントル対流」と言います。マントル対流は、大陸移動や造山運動などの大規模な地殻運動を説明するのに役立つ現象です。今の地球のマントルの中でどのような動きが起こっているか、昔はどうだったのか、これから先はどうなっていくのか。地球の成り立ちやその一生について理解する上で、とても大切です。
マントル対流は非常に複雑なパターンを持っています。私はマントル対流をコンピュータの中で再現する研究をしています。具体的には、マントル対流を書き表わす数式をコンピュータで解き、どのような流れが起こっているか、また時間とともにその流れがどう変わっていくかを調べています。その一方で、コンピュータの中でマントルの流れをシミュレーションによって再現するのに必要なプログラムを作ることも、重要なテーマの一つです。
地球型惑星「スーパー地球」の中はどうなっているか
これまで「惑星」といえば太陽系の中にあるものしか知られていませんでしたが、最近は太陽系の外側にもいくつも惑星が見つかるようになってきました。最近の研究では、太陽系外に地球よりも大きな地球型惑星「スーパー地球」もあるようです。こうした他の地球型の惑星はどんなマントル対流を示し、それがスーパー地球の内部や表面の活動にどう影響しているのか。今、最も興味を持って進めている研究の一つです。
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一般的な傾向は？
学部卒の卒業生の就職先は多種多様で、なかなか傾向を挙げづらいですが、流通系 (小売業など) が多いような気がします。大学院を修了した卒業生をみると、情報系 (通信・ネットワーク) やソフトウェア開発・システム管理など、物理・数学やコンピュータの知識を生かせる分野に進むことが多いです。強いていえば、どちらも「数字に強い」という傾向があるのでしょうか。
分野はどう活かされる？
「流れの数値シミュレーション」といっても、出てくる結果は単なる「数字の羅列」でしかありません。そこから「何が起こっているか」を理解するために、結果を「解析」したり「可視化」したりすることが大事になってきます。こうした作業を通して、コンピュータの操作はもちろん、その背後にある物理や数学の知識が備わってくれているのではないかと思います。
日本の大学の中にも「地学」という名前のついた学科・コースがいくつもありますが、愛媛大学理学部理学科の地学コースはその中でもかなり「変わった」ところで、地球物理系の研究室がとても多いのが特徴です。その中でも地球深部ダイナミクス研究センター (GRC) は、物理を使って地球や惑星の内部を研究しようとする分野では、国内ではトップクラス、世界的にもかなり上位にあります。とても高度な研究装置を備えていることもあり、関係する研究者が国内外から多数訪問してきます。
近くの石ころや地層を見てみたり、あるいは夜空の遠くの星を見てみたりした時には、ぜひ足元にある地球の中のことも想像してみてください。地球の中で起こっていることを理解することは、地球の表面のことはもちろん、他の地球型惑星や衛星にどんな世界があるのかを考える出発点になるはずです。
・世界中で起こっている地震の震央の分布や火山の分布を、世界地図に描き出してみよう。それによってどんな「模様」が見えてくるだろうか。
・身近な天体 (月・火星など) の表面にみえる凸凹などの「模様」を、地球の表面の「模様」と比べてみよう。どんな違いが見えてくるだろうか。
新しい地球観
上田誠也(岩波新書)
地球の表面がどう動いているのか、代表的な例が「プレートテクトニクス」理論だ。プレートテクトニクスとは、地球の表面がプレートと呼ぶ固い岩盤で構成されており、このプレートが、海溝に沈み込むことによる重みが移動する主な力になり、対流するマントルに乗って動いていると説明される。著者は1970年代に「プレートテクトニクス」理論が成立する現場に立ち会った研究者。プレートテクトニクス研究の第一人者で、プレートテクトニクスと動的地球観を世に広めたことで知られている。その記述には臨場感があふれ、読み物としても面白い。そればかりか巨大地震がなぜ起こるのかを考え予測する上で欠かせない理論として、今もこの本は色褪せない。
図解・プレートテクトニクス入門
木村学、大木勇人(講談社ブルーバックス)
プレートとは、地球の表面を覆う岩盤層のことで、地殻とマントルの最上部を合わせた部分を指す。プレートには、大陸プレートと海洋プレートがある。海洋プレートは、海洋山脈(海嶺)と海盆、海溝などでできている。プレートテクニクスは、この海洋プレートが海溝に沈み込むことによる重みで移動し、その力がマントル乗って互いを動かすことについての理論だ。この本は、現在の世界の大陸が分断・移動によってできたとする大陸移動説とプレートテクニクスとの違いから説き起こし、地震、火山ができるしくみ、高い山ができるしくみ、深い海底ができるしくみまで、地球のからくりなどを解き明かす。
理科系の作文技術
木下是雄(中公新書)
物理学者の著者が、理科系の研究者から学生まで、論文やレポート、仕事の手紙の書き方までコーチしたベストセラー本。1981年初版ながら最近にも重版されるなど、息長く読み継がれている。研究対象の「事実と意見」の区別をちゃんとすることなど、理科系の研究を進める上では必読だ。ただ理科系研究者の作文技術に触れたこの本の「真意」を理解するためには、高校生レベルではハードルはやや高い。まずは基本的な「国語読解力」を身につけておく必要があるだろう。
読むだけですっきりわかる国語読解力
後藤武士(宝島SUGOI文庫)
文章の読み書きに自信のない人は、まずこの本で国語の読解の基本を身につけよう。それが、「人に納得してもらえる」文章を書く力の源になるだろう。
