Geology&Astronomy
水平線はどれくらい見えるの?
海岸に立って海の向こうを見てみると、ほんの少しですが、直線ではなく少しだけ曲がって見えると思います。そのときに、やっぱり地球は丸かったのかなと思うかもしれません。
ということはこちらから見ても、向こう側が見えないかもしれませんね。ではどれくらいまでは見えると思いますか?
実は意外にもかなり近くましか見えないのです。普通の海岸線ならば大体170cmの人で4kmほどまでしか見えません。
理由は先ほどの、地球が丸いためです。だから船ではマストに登って監視役の人が先を見て危険が無いようにしているのです。
もしこの監視役の人が100mのマストにいれば、36km位は先を見ることが出来るのです。タイタニック号はその発見が暗くて遅かったがために氷山にぶつかってしまったわけですね。
地震・雷・火事・津波?
むかしから言われている格言で「地震・雷・火事・親父」というのがありますが、2004年に起きた地震で巨大津波がアジア各地を襲い、多数の犠牲者が出てしまいました。
地震列島の日本でも過去に何度も津波で被害を受けていますが、この津波の速さはどれくらいなのでしょうか。
津波は海の深さによって速度も変わり、浅いところでは遅いのですが、深い所では非常に速くなる性質があります。水深4000mの海ではこの津波、なんと時速約700kmものスピードで伝わります。
つまり地震があった時、近くで地震があってもすぐに到着するし、遠くで地震があっても深い海ならあっという間に到着してしまいます。
だからもし地震があっても、ニュースや警報が出るよりも先に大きな波が海岸を襲うことがありますから、ちょっとでも地震があったら海辺には絶対に近寄らないことです。
ちなみに津波のことを英語でtsunami(ツナーミ)と言います。日本はやはり津波の被害が多かったからなのでしょうか・・・。
オマケで英語で台風をtyphoon(タイフーン)と言います。ホントです。
南極と北極のどっちが寒い?
日本に住んでいると、北に行くほど寒いとばかり思うものです。では南極と北極では一体どっちの方が寒いのでしょうか?
答えから言うと、南極の方が明らかに寒いです。というのも、南極は大陸ですが北極は海です。ではなぜ大陸である南極の方が海である北極よりも寒いのでしょうか。
海は陸に比べて暖まりにくく、冷めにくいという性質があります。つまり南極は北極に比べるととても簡単に冷えやすいということです。その上、北極は数十メートルの氷山がありますが、南極は何千メートルもの山に雪が降り積もっています。
最低気温は北極でマイナス30〜40度、南極ではマイナス60度以下です。 中心地点で考えると、北極では風が大変弱いのですが、南極では山を吹き下ろす風が吹いているので、体感温度はさらに寒く感じるのです。
人間は超速で動いている?
人間の歩く速度は大体時速5km。走っても時速40kmにもなったら選手になれる。
でも実は人間は普段からとんでもないスピードで走っているのだ。
とは言っても、人間が動いているというよりは足下の大地がすごいスピードで動いているのですが。
地球が自転しているのはご存じのことでしょう。
地球は24時間かけて1周(40,000km)を回るのですね。(赤道付近の話ね)
ってことは、実は時速1,600km以上で回っているというわけで、人間はその上で暮らしているのだから一緒に超速で動いているのだ。
つまり、音の速さよりも速いわけ。
もっとすごいのは、公転。
地球が太陽の周りを回るのは、9億4000万kmを365日かけて回るという意味。
時速に直すと時速10万kmを越えるのです!
この速度はロケットの7倍以上の速さで、人工衛星よりも速い。
でもやっぱり、「人間は超速で動いている?」はインチキだったかな?
注釈:地球が誕生した45億年前位は今よりも地球の自転が速く、一日が10時間以下だった。ということは今よりももっと速かったのですね。
氷づけになって落ちてきた5人
1930年、アメリカのレーニア山の地方は激しい雷雨に見舞われました。
この時、氷づけのようになった5人の人間が空から落ちてきたのでした。
彼らはグライダーで飛行中、積乱雲の中に突入してしまったのです。
機体は壊れ、5人はグライダーからパラシュートで飛び出しました。
積乱雲の中には激しい上昇気流が存在しています。
その上昇気流に吹き上げられたり、落ちてきたり、また吹き上げられたりを繰り返して、雲の中を上がったり下がったりしている内に完全に氷づけとなってしまいました。
そしてしまいには気を失って地上に落ちてきたのですが、一人だけが命を取り留めました。
上空に行くほど気圧が低くなるのは知っているでしょうか。
高度が上がって行くほど空気が薄くなり、そして宇宙になるのです。
空気は気圧が低くなると温度も下がる性質があり、だから上空ほど気温が低くなって行くのです。
積乱雲では、強い日射によって地面が熱せられて膨張して軽くなった空気が勢い良く上空に向かって昇った空気が雲になったものです。
この空気には大量の水分が含まれているので、上空の低い気圧と低い温度で水蒸気となって現れます。
でもとても冷たいので積乱雲の上の方では雪や氷になっているのです。
こんな強い上昇気流のある雲に人間が飛び込んでしまったらなかなか落ちてこれず、上空で凍ってしまうのです。
この5人はこの悲惨な現象を身をもって体験してきたのですね。
一番でかい星はどれ?
地球は大きい、でも太陽の直径は地球の直径の108倍も大きい、それではもっと大きい星は?
1天文単位というのは地球から太陽までの距離である1億5千万kmのことを言う。
なんとその3倍近い、4億km以上の直径を持つ星が、オリオン座の左上のベテルギウスだ。
今のところ最大の恒星である。
じゃあ、重さではどの星が思いのだろう。
毒グモ座のR136aという星は、太陽の3500倍も重いそうだ。
上には上があるもんだなぁ・・・・。
海は偉大な溶液
第一次大戦で敗戦国となったドイツは、海水の中から金を取りだして賠償金に当てようとしたといわれてます。
膨大な量の海水を濾過、蒸発、分離して金を取り出そうとしました。
確かに金を取り出す事は出来ました。
しかし、海水を蒸発させるのに燃料費が非常にかかってしまい、経済的には成り立たず、鉱山から金を取り出すよりも何十倍も費用が掛かったそうです。
海水1リットル中には金は0.00001mg含まれていて、海全体では70億トンの金と133億トンの銀が含まれている計算になります。
海水は元々は強い酸性の海で、それが岩を溶かし今の海水が作られたと考えられています。
ですから、ほんのわずかしか含まれていない元素を含めると、海水には約90種類という地球上のほとんどの元素が含まれています。
海は大きいだけでなく、大量の元素や物質を含んでいるので世界の資源の宝庫です。
わっ、津波だぁ!
津波は英語でTidal waveなどと言いますが、学術用語ではTsunami(ツナーミ)といいます。
ん? 信じていないでしょう!
嘘だと思うならば、英和辞典を見てみなさい。
ほらあったでしょ?
これは、日本語の津波が語源で、日本は地震が多くて津波の被害が多いのが由来です。
津波の成因は中学校で習いましたね。
もう忘れたという方の為に、おさらいしましょう。
津波は、地震などによって海底が急激に隆起や沈降したときに起きます。
この津波の伝わる速さは、以外にもとてつもなく速いのです。
これは、海の深さにもよるのですが、海底4000mの海中で時速約720kmです。
この速さは、海が深いほど速く、浅いほど遅くなります。
その為、地震を感じたらすぐに海岸から離れた方が良いのです。
ちなみに余談ですが、台風のことを英語ではtyphoone(タイフーン)といいます。(まだ信じてないでしょ?)
台風は原子爆弾100000個分?
日本は台風がとても多く、九州地方は何度となく大きな被害に遭っていますね。
さて、この台風ですが、大小それぞれありますが、赤道で年間約28個のものができあがります。
そのうちのいくつかが日本列島を直撃したり、かすめていったりするわけです。
この台風1個あたりのエネルギーはというと、だいたい広島型原爆で1万から10万個分に相当します。
ちなみに、このエネルギーは日本全国で1ヶ月に使うエネルギーです。
台風と言えば大雨ですが、この雨の量はだいたい200から600億トンで、日本全国で1年に使う水の量が150億トン前後です。
是非、有効に使いたいエネルギーですね。
宇宙のマンホール、ブラックホール
ブラックホールという言葉はどこかで聞いたことがある人が多いのではないでしょうか。
アインシュタインの一般相対性理論というとぉーっても難しい理論で、理屈上つきとめられているものなのです。
それがどうやら、銀河系の中心にあるらしいということが近年になってようやくわかってきました。
ブラックホールはどうやって出来るのでしょう。
太陽の10倍以上の大きさの恒星は(太陽は地球の108倍の大きさ)、進化の最後の段階になると最後に自分の重さに耐えられなくなり、超新星爆発を起こします。
大きさにもよるのですが、これが太陽の30倍以上の大きさの恒星の場合は自分の重力で物質がギュウギュウに詰まっていき、それが1点に向かって収縮してしまいます。
これを重力崩壊というのですが、中心部は角砂糖1個がなんと1億トンにもなり、さらにこの重さで自分をつぶしていきます。
そしてついに、すべての大きさが一点になってしまい、重さがすべてそこに集まってしまいます。
これが、ブラックホールの誕生です。
重力が極端に大きくなるので、周りにあるものを何でも引き寄せ、光ですら吸い込まれると外に出られなくなるのです。
ブラックホールの超強力な重力で空間もゆがめられ、時間もゆがめられてしまいます。
もし、近くを宇宙船が通ったら、ものすごい勢いで吸い込まれてバラバラになり、すべて分子、原子、原子核と電子、素粒子とどんどんバラバラにされていきます。
そして、空間から消えてしまいます。
いやあ、怖いですねぇー。
Q.ブラックホールがブラックホールを飲み込むことはあるんですか?
A.もちらんあります。
それはそれは、壮大な光景でしょう。
銀河系の中心には超巨大ブラックホールが存在すると、ほぼ確かめられています。
おそらくこのブラックホールも合体を重ねた結果出来上がったのかもしれませんね。
話はそれますが、ブラックホールと言わずとも銀河系のような銀河も飲み込む(合体・すれ違え)することがあります。
宇宙に見られる扁平な銀河はその歴史を物語っているのです。
今ちょうどすれ違っている途中の銀河も多く確かめられ、不思議な光景を見ることができます。
Q.ブラックホールって黒いのですか?
A.はい、黒いです。
光ですら入ったら出てこれなくなってしまうので、ブラックホールは「黒く見える」ことになるのです。
物が見えるというのは、その物体に光が当たって、跳ね返ってくる光を見ているので、ブラックホールは実際は「見えない」のです。
でも、ブラックホールの近くを通る光がこの重力によって歪められるので、その存在はわかります。
またブラックホールは物質を飲み込む時に、大量のX線を放出するので、X線を観測することでも存在を確かめる事が出来ます。
Q.ブラックホールって何でできてるのですか?重力なの?成分は?
A.前述しましたように、恒星の成れの果てです。
元々は光っていた星なのですが、物質そのものがぜーんぶギュウギュウに圧縮されてしまったので前の姿はありません。
言ってみれば、「重力の塊」なのかもしれませんね。
発電所顔負けの雷様

夏になると日本では、頻繁に雷が落ちたりして、子供の頃怖がった人も多いのではないのでしょうか。(自分の家に落ちて怖い思いをした張本人です)
雷は、空気中の水滴や雲の水滴が激しい上昇気流で摩擦されて、静電気を発生させます。
でも、雲の上と地面との間には絶縁体である厚い空気の層があるので、限界までこの静電気は蓄えられます。
そして、稲妻と共に放電するのです。
さて、この電気の量ですがどんなものでしょう。
これがとんでもない量で、1回の放電で800件の家がクーラーを8時間使うのと同じエネルギーなのです。
これも残念ながら、蓄えておくことの出来ないエネルギーなのです。
うーん、もったいない。
太陽はすごいぞ
太陽は人間にとってなくてはならない恒星だ。
その太陽は地球から1億5000万kmも離れているにも関わらず、多大なエネルギーを地球にもたらしている。
さてさてこの太陽、一体何度なのだろう。
まず、太陽の表面の温度は約6000度。
特殊な望遠鏡で見るとまだらな点が表面に見えるけど、これが黒点といって約4000度ぐらい。
そして、太陽の周りの温度はナント約100万度位。
いやいや、これで驚いてはいけない、太陽の中心は1億度を越える。
別に誰かがわざわざ太陽まで測りに行ったわけではないぞ。
色温度計という特殊な温度計を使って調べたんだ。
だいたいにして、太陽まで行くのに人類で一番速いロケットを使っても200日は掛かってしまうぞ。
それはさておき、太陽がなんであんなに熱くなれるのかというとだ、太陽の中心部では核融合という反応をしていて、水素やヘリウムが別の元素に変化することによってエネルギーを得ている。
中心部では毎秒6億9500万トンの水素が消費され、毎秒6億9000万トンのヘリウムが生成されています。
やがて、あと50億年もするとこの燃料が少なくなり、赤色巨星となり水星、金星、地球などをつぎつぎと飲み込んでいきます。
最後に大爆発を起こして、星の一生を遂げるわけです。
わー、どうしよう、どこに逃げよう、あたふた、アタフタ!
オーロラって何?
オーロラは英語でauroraとつづり、元々はローマ神話の曙の女神から名付けられました。
オーロラは極地方(南極・北極)でほとんど観察され、上空で多彩な光がさまざまな形で乱舞するとてもきれいな現象です。
この現象は高度80-150kmのE層で発生します。
昔はこの原因が不明でしたが、実は太陽から降り注ぐ帯電微粒子が,大気の原子や分子と衝突して放電するために、白や赤、緑色の多彩な光が放たれます。
形にもいろいろとあり、。弧状・不定形状・幕状など数種類存在します。
なぜ、北極や南極でしか起こらないのでしょうか。
地球は大きな磁石に見立てられ、SとNのある大きな磁石に太陽から飛んでくる帯電した微粒子がこの磁石に引き寄せられるのです。
そして、極地方上空でこの粒子がリング状に飛び込んでいき、そしてまるで巨大な発電器のように電気を発生させます。
発生した電気が、上空の薄い空気中で放電したものが、オーロラという訳です。

空はなんで青いの?
「地球は青かった」
初めて宇宙に飛び立った旧ソビエト連邦宇宙飛行士ガガーリンの言った名ゼリフですね。
さて、地球が青く見えるのはどうしてでしょう。
地球が青く見えたのは、地球を取り巻く大気の粒子に太陽光が反射したからです。
海が青く見えるのはこのためでもあります。
太陽の光をプリズムを通してみると、虹のように七色になります。
この中の光線の一部は大気中の酸素、窒素、オゾン、ほこり、煙、灰などの粒子に衝突して散乱します。
そして光の性質から、波長の長い光(赤から黄色)はこれらの粒子にはあまり散乱されず、波長の短い光(緑から青)は逆にこれらの粒子に乱反射するのです。
つまり、青系の光は大気で散乱するので、いつまでも残って最終的に人間の目に見えますが、赤系の光は大気に吸収されてしまうので見えません。
だから、晴れの日は真っ青な空に見えるのです。
ちなみに太陽が南中(頭上、真南にくること)の時には白く見えるのは、光が大気を通過する距離がさほど多くないからです。
だから、太陽の周りも青く見えます。
これに対して朝や夕だと太陽の光が厚い大気をより長い距離通過するので、青色が散乱しすぎ、吸収もされるので相対的に赤い色が強くなります。
だから太陽はオレンジ色に、空も赤みを帯びた色になるのです。
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