地球物理学
地球惑星環境変動入門

担 当 者 単 位 数 配当年次 学 期 曜 日 時 限
栗田 敬 講師 2 2~4 第2学期 2

授業の目的・内容

地球や惑星の表層の環境がどのような物理プロセスで決まっているのか、背景となっている物理過程(熱の輸送、流体の運動、相変化、化学分配、等)と関連した自然現象の解説を通して理解を深める.講義では地球と火星の表層環境の違いに注目し、この違いがどのような原因で生じたのかを講義全体の基本問題として取り上げる。

授業計画

問題の発端:火星と地球の表層環境はどのように異なっているのか?
太陽系の中での火星と地球:惑星科学入門
表層環境を決める要因(1):太陽の役割.熱輸送形態、放射熱伝達、プランクの放射則、
表層環境を決める要因(1):太陽の役割.太陽の変動、軌道要素、ケプラーの法則
表層環境を決める要因(2):惑星の要件.大気の役割、大気の安定性.重力、熱運動、ジーンズエスケイプ
表層環境を決める要因(2):大気の役割.温室効果
表層環境を決める要因(2):大気の役割.エアロゾル、散乱、
地球の過去の環境を知る手法:同位体時計と同位体温度計
地球の過去の環境変動:氷期・間氷期サイクル、二酸化炭素量
10 表層環境を決める要因(3):海の役割.炭素循環、フィードバックシステム
11 表層環境を決める要因(3):海の役割.海水の対流.熱塩対流
12 地球の長いタイムスケールの環境変動・短なタイムスケールの変動:メタンハイドレート、熱塩対流と海流
13 地球と火星の違い:海の存在と月の存在.角運動量保存、自転軸の安定化
14 地球システムと火星システム:非線形系、フィードバックシステムの特徴
15 まとめ、理解度の確認
基本となる物理プロセスと対応した自然現象を対比させ、学部で学習する物理学が自然現象の理解に具体的にどのように役に立っているのかを解説をしたい。

授業方法

講義内容、講義に使用した資料はホームページからダウンロードできる.web アドレスは初回の講義時に提示します。

成績評価の方法

講義中の小テストとレポート

教科書

講義全体の内容をカバーする適切な教科書は存在しない。講義を聴いて興味が湧けば参考文献を参照されたい。

参考文献

東京大学地球惑星システム科学講座進化する地球惑星システム東京大学出版会2004年、ISBN:9784130637039
J.Kasting, How to find a habitable planet, Princeton Univ.Press, 2009, ISBN:9780691138053

履修上の注意

第1回目の授業に必ず出席のこと。