地球内部物理学研究室

　当研究室は、日本の私立大学で唯一、地球の内部の運動を主な研究対象としている研究室です。私立大学の利点を活かし、自主・自律的な教育・研究活動を目指しています。

　「地球内部物理学」は、地球の表層や内部で起こるさまざまな現象、また、それらの相互作用を、物理学的な手法を用いて解明する学問分野です。私たちが日々踏みしめている地球の表面がなぜ、どのように動くのか、そして、地球の内部がどのような構造をして、それがどのように時間変化するのかを理解するには、この分野の基礎的な事柄を習得する必要があります。

　地球誕生から現在までの約46億年間に、地球がどのような進化をたどってきたのか、巨大なユーラシア大陸の東に弓状の形として存在する日本列島がどのように形成されたのか、そもそもなぜ、太陽系の惑星で地球にだけプレートテクトニクスが存在し、海洋と大陸が存在するのか――といった、地球科学上の基本的な問題は、野外での調査・観測や岩石試料の解析を扱う地質学や地球化学といった学問が主役となることがほとんどです。しかし、それらの分野の研究から生み出される仮説や前提条件の理論的な裏付けには、やはり物理学的なセンスが必要とされます。

　地震や火山噴火、それに伴う津波は、私たちの生活や生命・財産を頻繁に脅かします。その反面、数十万年、数百万年以上の長い時間スケールの地殻変動によって生まれる多種多様な地形は、各地の観光資源となり、人々にダイナミックな地球の活動を連想させます。また、世界各地で採取される美しい鉱物や宝石、生活に欠かせない鉱物資源や化石燃料、日本人であればほとんどの人が好む温泉などは、まさに地球内部の大規模な活動が私たちにもたらす恵みです。

　地球の内部はマントルとコア（核）に大別されます。地球の半径が約6371 kmに対し、岩石層であるマントルの厚さは約2900 kmで、その体積は地球全体の体積の実に約84％を占めます。したがって、マントルで起こる運動が地球の表層の運動を支配し、マントルの活動の行く末が地球の将来、ひいては、地球の環境変化を通して私たち人間を含む生物の運命を決めるといっても過言ではありません。

　マントルは固体でありながら、長い時間スケールでは流体的に振る舞います。プレート運動や大陸移動、造山運動はもちろん、地震や火山噴火も、ほとんど全ての地学現象の根底はマントルの熱対流運動、つまり、マントル対流にあります。その空間スケールは数千キロ以上に及び、時間スケールは数千万年程度と非常に長いものとなります。一方で、マントルの流れを支配するメカニズムは、突き詰めると、岩石をつくる結晶の原子配列の変化、結晶の粒径の変化などといったミクロな現象にまで議論が及びます。

　地球内部物理学では、そういった時間的にも空間的にもマクロからミクロまでの視点で、地球で起こる現象の謎を解き明かします。このためには、まず、どのような地球科学的な観測・実験結果があるのかを整理・理解し、次に、その観測・実験結果を理論的に説明するための数理モデルを考え、実際に数値解析や数値計算をして検証する必要があります。その先に本当の地球の姿が見えてきます。

　当研究室では数値シミュレーション実験や理論解析の手法を用いて地球科学の研究を行います。物理学、数学、英語の一定レベル以上の学力が必要なことはもちろんのことですが、計算をするにしろ、計算結果を可視化するにしろ、プログラミングに苦手意識がないことが重要です。長時間、机やコンピューターに向かうこと自体に抵抗感がある学生は大変な苦労をすることが予想されます。

　地球に対する理解を深めることの面白さや意義を自ら見いだして、自分の力で積極的に研究に必要な情報を収集し、長期的視野を持って貪欲に勉強することができる学生を募集しています。

　地球科学・地球物理学を専攻する学生に求められる能力としては、自然現象や地学現象を支配する物理過程を数学で徹底的に解き明かすことができる能力、教科書ですでに与えられている難しい数学や物理の問題を解くことができる能力というよりも、自然現象や地学現象の解明のために必要な「問題」を自ら設定できる能力の方が重要となることが多いです。前者は3回生までに勉強した数学や物理が大いに役立ちますが、後者は必ずしもそうではありません。

　特に、当研究室で研究する学生にとって大切なことは、数値実験モデルを構築する際、あるいは、得られた数値実験結果の検証の際に必要とされるさまざまな地球科学的な観測事実や観測データに関する知識量、そして、それらを生み出したさまざまな学問分野への理解や敬意です。したがって、3回生までに数学や物理の勉強にあまり一生懸命取り組んでこなかった学生も、新しいことを勉強したいという意欲、情報収集のためのコミュニケーション能力（これは単にお喋りが得意ということではない）、困難にぶつかってもそれを打開できる根性があれば、卒業研究で挽回できるチャンスは大いにあります。

　当研究室の学生には、観測が困難な地球の内部の活動と私たちが住む地表の運動との関係、そして、そういった地球全体の大規模スケールの活動と私たちの生活に密接に関わる地震や火山噴火などの自然災害の関係、さらには、気候変動や生命環境変化との関係まで興味・関心の幅を拡げ、卒業後・修了後も役立つ「一生もの」となる科学的知識を習得していただきたいと考えています。

※下記の各行事は年によって異なる場合があります。

時期	行事
前年度11月下旬～12月上旬頃	卒研配属説明会
前年度12月中	研究室「仮」配属
前年度1月～2月	「仮」配属者との顔合わせ、単位取得状況・進路希望調査など
前年度3月上旬頃	秋学期成績発表、研究室配属者の確定
前年度3月中旬頃	配属確定者との打ち合わせ、卒研テーマ希望調査など
前年度3月31日	研究室配属前課題の提出締切
4月1日	研究室配属
4月上旬	春セメスターの卒研ゼミ開始（洋書の輪読）
4月中	歓迎会
4月～5月中	卒研テーマの決定、研究の準備開始
5月下旬	日本地球惑星科学連合（JpGU）大会への学会参加*1
5月～6月中	本格的な研究の開始
6月下旬～7月上旬頃	［院進学希望者］博士課程前期課程一般入学試験「6月入試」（学内対象）
7月中旬～下旬	暑気払い
8月下旬～9月上旬頃	［院進学希望者］博士課程前期課程一般入学試験「8月入試」（一般対象）
9月上旬～中旬	卒研第一回目中間発表会（研究室特別セミナー）
9月～10月頃	日本地震学会秋季大会、日本物理学会年次大会、日本流体力学会年会などへの学会参加*2
9月下旬	秋セメスターの卒研ゼミ開始（研究進捗状況報告）
9月下旬	［院進学予定者］秋セメスターの大学院ゼミ開始（任意参加）
11月下旬～12月上旬頃	次年度卒研配属説明会
12月頃	数値流体力学シンポジウムなどへの学会参加*2
12月中旬～下旬	卒研第二回目中間発表会（研究室特別セミナー）
12月中旬～下旬	忘年会
1月中旬頃（秋学期定期試験終了日）	卒業論文初稿提出締切
1月下旬頃	卒研発表会のタイトルと要旨の提出締切
2月上旬～中旬頃	［院進学希望者］博士課程前期課程一般入学試験「2月入試」（一般対象）
2月上旬頃	卒研最終発表練習会（研究室主催、2週実施、院生原則出席）
2月中旬頃（X～Y日）	物理科学科卒業研究発表会
2月(Y+7)日	卒業論文最終版提出締切
2月～3月	［院進学予定者］卒論提出後、修論研究や学会発表の準備など
3月下旬	卒業式・学位授与式・送別会

*1：大学院進学希望者で研究室配属前（3/31以前）に参加希望を表明した者のみ参加可
*2：大学院進学予定者で卒業研究の進捗が顕著に認められる者のみ参加可

　修士課程と博士課程の学生は、研究室の行事としては大学院ゼミと研究室特別セミナーの出席以外は、自身の研究を進めることだけに時間を費やしていただきます。
　修士課程の学生は、M2の7月から9月頃には、修士論文中間報告会を行います。最終的に、研究成果を集約した修士論文を提出し、公聴会に臨み修士学位審査を受けます。

　「卒研ゼミ」は、卒研生を対象に以下の期間と要領で週1回行います。シラバスにある通り、「卒業研究」の評価は、卒業論文の完成度に加え、日頃の研究の取り組み方や卒研ゼミの受講態度も大きく関係します。

• 春セメスターの授業開始時から7月末まで：地球科学に関係する洋書の輪読
• 秋セメスターの授業開始時から卒研発表会直前まで：卒研の進捗状況報告（毎週、卒研生全員発表）

　上記の卒研生の年間スケジュールにある通り、このほかに、複数回の卒研中間発表会、2週にわたる卒研最終発表練習会があります。また、各自の研究の進捗状況に応じて、不定期にレポートの提出を求めることがあります。
　秋セメスターの卒研ゼミは大学院生の参加も歓迎します。週によっては大学院ゼミと合同で行うこともあります。
　「卒業研究」の方針はこちらをご覧下さい。

　「大学院ゼミ」は、大学院生を対象に以下の期間と要領で週1回行います。

• 春セメスターの授業開始時から7月末まで：各自の研究の進捗状況報告、論文紹介、学会参加報告など
• 秋セメスターの授業開始時から1月末まで：各自の研究の進捗状況報告、論文紹介、学会参加報告など

　各自の発表の頻度は参加者の人数により異なりますが、少なくとも2週間に1回の頻度で発表していただきます。就職活動やインターンで参加できない場合は、あからじめご連絡ください。修士論文の提出が目前に迫る方は、ゼミの参加よりも修士論文の執筆や公聴会発表の準備が優先です。
　各セメスターのゼミの終了日は参加者の人数によって変わります。
　大学院ゼミは卒研生の参加も歓迎します。週によっては卒研ゼミと合同で行うこともあります。

　「研究室特別セミナー」は、研究室で最も重要なセミナーとして位置づけられ、卒研生、院生とも出席必須です。研究室特別セミナーは以下の2つです。

1. 卒研第一回目中間発表会（9月上旬～中旬）
2. 卒研第二回目中間発表会（12月中旬～下旬）

　発表する卒研生はもちろん、院生も万難を排して参加してください。院生の出席状況、発表者への質問・コメント状況は、毎セメスターの「理工学特殊研究１～４」、「理工学特別研究１～６」の成績評価に影響します。
　特に、修士課程の学生は、「理工学特殊研究１～４」のシラバスにある通り、「研究者・技術者としての責任を自覚した上で」、自身がこれまで身につけてきた「理工学の専門領域における確かな知識・技術」や「プレゼンテーション能力」を卒研生に伝授する努力が求められるだけではなく、卒研生と研究の本質部分に関わる議論やコメントができる最低限の「コミュニケーション能力」が求められます。

　「研究室セミナー」は、学外の研究者・学生を招いたセミナーで、不定期に行われます（年に0～2回）。卒研生、院生の参加は任意です。学系内の学生・教員にも広く呼びかけます。

　学生の研究発表（学会発表、論文投稿）についてはこちらをご覧下さい。