コラム

茜 灯里 サイエンス・ナビゲーター

地球内核の回転スピードが落ちている？　自転とうるう秒の謎にも関連

2023年01月31日（火）17時05分

うるう秒が起きる、つまり1日の長さが変わる原因は、いくつかあります。

一つは、月の潮汐力と考えられています。月の引力で、海水と海底の間に摩擦が起こると、地球の自転速度はだんだんと遅くなります。ただし、100年間で1.8ミリ秒（1000分の1秒）程度と換算されており、月の潮汐力だけでUTCとUT1が0.9秒ずれるためには、5万年かかる計算になります。

国立天文台によると、1990年頃には、地球は24時間より約2ミリ秒長くかかって1回転していましたが、2003年の自転速度は24時間プラス約1ミリ秒でした。03年のほうが、むしろ自転速度は速くなっているのです。この現象を説明する有力なものが「自転とは異なる内核の回転速度」です。

96年にコロンビア大のポール・リチャーズ博士とシャオドン・ソン博士は、地震波の移動時間が内核では異なることから「地球の内核はマントルよりも速いスピードで回転している」とする論文を、英科学総合誌「Nature」に発表しました。この時点では、内核の回転速度は具体的に示されませんでしたが、05年に同じ2人によって、「内核は、それより外側の部分よりも1年で0.3〜0.5度速く回転している」と試算されました。

その後、他の研究者らから「内核は自転と同じ方向に常に自転速度よりも速く回転しているのではなく、外核やマントルの粘性の影響で回転が反転する場合があるのではないか」という指摘がありました。

不規則に速くも遅くもなる地球の自転速度

南カリフォルニア大のジョン・ヴィデール博士らの研究チームは22年、ソビエト（71～74年）とアラスカ（69～71年）で行われた地下核実験を用いて、内核の運動について分析しました。地下核実験では、地震のように地球深部まで伝搬する巨大な振動が発生します。しかも、実施の地点、時刻、強度に関する正確な記録があるため、地球内部の精密なデータを得ることができます。

すると、内核は69年から71年にかけて徐々に減速していき、その後の71年から74年では回転方向が逆転していたことが分かりました。これは、地球の自転速度が、不規則に速くなったり遅くなったりして、1日の長さが伸びたり縮んだりする事実を説明できるものでした。

もっとも内核の回転速度は直接測定できないため、すべての研究者が「自転速度の変化の内核由来説」に同意しているわけではありません。内核での地震波の変化は、外核と内核の境界の局所的な変形に起因すると考える研究者もいます。

次のページ約70年周期で振動、約30年ごとに向きを変更か
プロフィール

茜 灯里

作家・科学ジャーナリスト。青山学院大学客員准教授。博士(理学)・獣医師。東京大学理学部地球惑星物理学科、同農学部獣医学専修卒業、東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻博士課程修了。朝日新聞記者、大学教員などを経て第24回日本ミステリー文学大賞新人賞を受賞。小説に『馬疫』（2021 年、光文社）、ノンフィクションに『地球にじいろ図鑑』（2023年、化学同人）、ニューズウィーク日本版ウェブの本連載をまとめた『ビジネス教養としての最新科学トピックス』(2023年、集英社インターナショナル)がある。分担執筆に『ニュートリノ』（2003 年、東京大学出版会）､『科学ジャーナリストの手法』（2007 年、化学同人）、『AIとSF２』（2024年、早川書房）など。

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