マントル対流実験について  松本なゆた

 私は、マントル対流についての実験を行っています。マントルは固い岩石によって形成され、それが非常にゆっくりと対流しています。実験にはアクリルの円柱状水槽を用い、中にグリセリン水溶液を入れ、水槽を下部から加熱し、上部から冷却するという簡単なものです。下部で冷やされて暖かくなったものが浮力によって上昇し(ホットプルーム)、上部で冷却されたものが下降し(コールドプルーム)対流が起きます。水槽は地球に比べると非常に小さく、グリセリンは岩石に比べると粘性が低くさらさらしていますが、流体の対流パターンは無次元数によって決まるので、その無次元数を合わせてやれば、地球のマントルと同じような対流を水槽の中で見ることができます。これが、対流実験の面白いところの1つです。

私の実験では水槽の底面中心に小さなヒーターをつけて、そのヒーターで熱を与えるとどのようなホットプルームが形成されるかを研究しています。最終的には、ハワイなどでみられるホットスポットがどのように形成されるかを明らかにしたいと思っています。