地球物理学者らが、地球の磁場が完全に液体状態のコアからどのように生じ得るかをシミュレーションし、従来の仮定に挑戦した。粘性効果を最小限に抑えることで、モデルは今日のものに似た自己持続型ダイナモを示す。Natureに掲載された発見は、惑星の歴史と将来の磁場変化を明らかにする。
地球の磁場は惑星を宇宙放射線から守り、私たちが知る生命を可能にしている。科学者たちは長年、ダイナモ理論に頼ってその生成を説明してきた：液体外核での渦巻く対流電流が地球の回転によってねじれ、電流を生み出し磁性を生む。
重要な謎は、約10億年前に固体内核が形成される前にこの磁場が存在したかどうかで、当時はコア全体が液体だった。ETHチューリッヒと中国のSUSTechの研究者らが、2025年10月11日にNatureに掲載された研究でこれに取り組み、スイス・ルガーノのCSCSにあるスーパーコンピュータPiz Daintを使った詳細なコンピュータシミュレーションで完全に液体コアのモデルをテストした。
液体金属の内部摩擦である粘性を無視できるレベルまで低減することで、チームは安定した磁場が依然として生じ得ることを示した。これは今日のダイナモ機構を反映している。「これまで、こうした正しい物理条件での計算に成功した者は誰もいなかった」と、主著者Yufeng Lin氏。
結果は、地球の磁場が歴史の初期に類似プロセスで形成されたことを示唆する。共著者のAndy Jackson氏（ETHチューリッヒ地球物理学教授）は、「この発見は地球の磁場史をより良く理解するのに役立ち、地質学的過去のデータを解釈するのに有用だ」と述べた。
この初期のシールドは、数億年前の有害放射線を防ぐことで生命の出現を助けた可能性が高い。モデルは木星、土星、太陽などの他の天体にも適用可能だ。現代の含意として、磁場は衛星通信と文明を支える。極性は数千回反転し、最近の数十年で磁北極が地理北極に向かって急速に移動している。その生成を理解することは将来の変化を予測するのに役立つ。
「初期地球モデルにおけるダイナモ作用の不変性」と題された研究は、Nature (2025; 644 (8075): 109, DOI: 10.1038/s41586-025-09334-y)に掲載。