コズミックフロント〜太陽　謎の異変〜 (追記)

http://mixi.jp/view_diary.pl?id=1744413565&owner_id=6292339 からの続きです。

NHK BS3 平成23年06月07日放送　コズミックフロント〜発見！驚異の大宇宙〜「迫りくる太陽の異変」

黒点は太陽の磁場によって生み出され、黒点の増減は、太陽活動の盛衰を表している。


太陽黒点は、可視光線では「しみ」のように黒く見えるが、紫外線で観測すると、太陽表面での活動が最も激しい場所だと解る。黒点が多いほど、太陽活動が盛んだと考えられる。



太陽の磁力線は、太陽内部のガスの運動で生み出されるため、密度にムラがあり、複雑に入り乱れている。太陽表面に飛び出した磁力線の断面が黒点である。
強い磁力線によってプラズマガスの対流が妨げられるため周囲より表面温度が下がり、可視光線下では黒く見えるのである。

太陽の活動は、１１年周期で強まったり、弱まったりを繰り返す事が知られている。


太陽黒点は、ガリレオが手製30倍の望遠鏡で観測して以来、ずっと観測され続けてきた。
ドイツの天文学者ハインリッヒ・シュワーベは1826年から17年間黒点の投影観測を続け、黒点の数の増減に周期があることに気がついて、この結果を"Solar Observations during 1843"として発表した。その中で黒点の数は、約10年の周期で増減すると発表。後にスイスの天文学者ルド ルフ・ウ ォルフは、「黒点」の数より「黒点群」の数に重みを置いた統計法　<「黒点相対数」R=k(10g+f) > をあみだし、現在用いられている平均周期の値を決定した。
これが黒点数増減の11年周期である。(この辺の説明は、番組では割愛されている。)

最近、この太陽の活動周期が狂い始めている。

現在、日本の太陽観測衛星「ひので」をはじめ、６機の人工衛星が太陽の観測を行っている。
「ひので」が打ち上げられた2006年秋は、太陽活動の極小期で、次のピークは2011年に訪れるはずだったが、黒点の数はあまり増えていない。


17世紀中期から18世紀初頭にかけて、太陽黒点が顕著に少ない時期「マウンダー極小期」があった。
およそ70年間に黒点数は50個程度が出現したのみだった。


「マウンダー極小期」の間、地球の気候は寒冷化していた。
この時期のヨーロッパ、北米大陸、その他の温帯地域において冬は著しい酷寒に震え、暦の上では夏至であっても夏らしさが訪れない年が続いた。


太陽の活動が低下しても、地球に届く光の量が変動する範囲は0.15%しかなく、光の量の変動が気候に影響を与えることは考えにくい。


磁力が及ぼす地球への影響

デンマークの宇宙物理学者ヘンリク・スベンスマルク教授が1997年に提唱した「太陽の磁力は地球の雲に影響を与える」という論文は、世界に大議論を巻き起こした。(現在、各国で検証が行われている。)


教授は高校生の時に見た放射線を可視化する「霧箱」実験からインスピレーションを得たと振り返る。「もし宇宙線が気候に影響するなら雲が出来るはずだと思いました。これが最初のアイデアでした。」

　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
太陽活動が盛んだと、太陽の周りの磁場「太陽磁気圏」が強まり、太陽系外からきた放射線「銀河宇宙線」はこの磁場に遮られ、地球へ降り注ぐ量が減る。
逆に太陽の磁場が弱まると、地球に届く「銀河宇宙線」の量が増える。




宇宙線は水蒸気の核となる微粒子を作りだし大気中の雲を増やす為、地上に届く太陽光線がより多く遮られて寒冷化に至る、というのが教授が描いた地球寒冷化のシナリオだ。　　　　　　　　　


　
　　　
ヘンリク・スベンスマルク教授の唱える仮説の検証　
　　　
スイス・ジュネーブにある欧州原子核研究機構(CERN)では「宇宙線の増減で雲ができるのか？」の実証実験を行なっている。クラウドチェンバー装置の中で雲が出来る上空の大気をつくり、装置内の強い紫外線ライトと大型加速器で発生させた人工の宇宙線とで、宇宙線が雲の核となる微粒子の形成に強い影響を及ぼす事が解明された。





さらに、微粒子の数が増えると雲自体の性質が変わることが、地球シミュレータ(海洋研究開発機構のスーパーコンピュータ)を用いたシミュレーションの結果、明らかになった。


微粒子が少ない場合は、上昇した水蒸気は雲を作りますが、直ぐに雨になって雲は消滅する。
微粒子が多い場合は、微粒子に付く水蒸気の量が少なくなり、雨となって降るほどの大きさに水滴が成長しない。水滴が雨となって降らないので、雲のまま漂う時間が増え、地表に届く日光が減り、地球は寒冷化する。




東京大学宇宙線研究所の宮原ひろ子特任助教授は、屋久杉の年輪に含まれる炭素の同位体・炭素 14(C14) を、太陽活動の代替指標として利用し、太陽活動の未来を予測する研究を行っている。

「銀河宇宙線」が地球大気に衝突すると、その量に応じて、C14を含んだ二酸化炭素が作られる。
この二酸化炭素は光合成によって屋久杉の中に取り込まれる。
太陽活動が弱くなると、地球に飛来する「銀河宇宙線」が増え、大気中でたくさんのC14を含んだ二酸化炭素 が作られ，その結果、光合成によって樹木が年輪に取り込む炭素 14 の量も増加する。
逆に，太陽活動が活発になると年輪に取り込まれる炭素 14 の量は減少する。




具体的には、樹齢1000年を超える屋久杉の年輪をカッターで1枚ずつはがし、年代ごとに分類、C14の量を計測。


太陽活動が衰え地球が寒冷化したマウンダー極小期、その直前には太陽の周期が通常の11年から13年に伸びている事がわかった。更に過去1000年間に3回あった太陽活動の長期停滞期、その全てで直前の太陽周期が伸びていた事がわかった。


つまり、11年周期が伸びると、その後の数十年間、太陽活動が停滞するという規則性を発見した。

「今後、長期的に太陽活動がどうなるかは、次の10年間が重要なカギを握っています。
ですから今後、数年間は太陽から目が離せない状態にあると考えています」との事である。

(追記) 太陽活動と地震の関係についての研究の記事がありましたので、貼りつけておきます。

　

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