素朴な疑問   〜地学編〜

    

地球を自転させる力って? 霧・もや・霞の違いは何?
雪の結晶は六角形だけなの? 宇宙の誕生はいつ?
南極と北極。寒いのは? 地球は何歳なの?
雷が起こるのは・・・? 台風ってなに?
天気雨が降るのはなぜ? 雨ってどんな形?
雪はどうやってできるの? 空気の重さはどれくらい?
流れ星の正体は何? 地球の重さはどれくらい?


地球を自転させている力はどんな力?

 みなさんも知ってのとおり,地球は約24時間で1回転(自転)しています。この回転エネルギーはどこから来ているのでしょうか。多くの説のうち有力なものは,地球が誕生したとき,そのもととなったガスが渦を巻いてまわっており,その名残で地球が自転しているという説です。
 ちなみに,地球の自転速度は赤道上では時速1700q,さらに公転速度は106000qにもなります。この速さは,地球が何らかの力を受けて太陽系から引き離されても変わらないほどの速さなのだといいます。

霧・もや・霞ってどんな違いがあるの?

 霧は水蒸気が凝結して細かな水滴となり大気中に浮かんでいるもので,基本的には雲と同じです。違いは何かといえば,霧は地面や海面に近いところに水蒸気が浮かんでいるのに対し,雲は大気中の高いところに水蒸気が浮いているということだけなのです。
 ところで,もやや霞は何のことだろうか。実は,一般的にもやは霧と同じもので,呼び方が違うだけなのです。しかし,気象学上ははっきりと区別をされています。その基準は視界距離。水平視界が1q以上であればもや,1q未満であれば霧と区別をしているのです。また,霞という言葉も聞くことがありますが,これは霧やもやなどによって空がぼんやりとしている様子のことで,気象学上の用語ではありません。
 ちなみに,俳句の世界では春に立つものを霞,秋に立つものを霧と呼んでいるそうです。

雪の結晶は六角形以外にもあるの?

 雪はよく「空からの手紙」「天からの贈り物」などという表現をされます。これは実によく言い表された言葉です。というのも,雪の結晶にはいろいろな形があり,その結晶の形で,上空の状態を知ることができるからなのです。
 私たちがよく目にする(代表的な)雪の結晶は六角形をしています(樹枝状六花)。しかし,同じ六角形でも様々な形があり,扇のような六角形もあるのです。また,針のような結晶もあります。この結晶の形は,雲の中の温度や湿度によって,実に様々に変化します。

宇宙はいつ生まれたの?

 以前に地球が約46億歳だというお話しをしました。では,地球がある宇宙は一体何歳なのでしょうか。これにはいろいろな説があるのですが,現在では宇宙は約150億年前に生まれたとするのが一般的のようです。
 宇宙は150億年前に,ビッグ・バンと呼ばれる火の玉の爆発でできたといわれています。そして,膨張をしながらいろいろな物質や天体を作り出しました。ちなみに,こうしている今も宇宙は膨張を続けています。 

南極と北極を比べたら,寒いのはどちら?

  北極と南極とではどちらが寒いのでしょうか?北にあるから北極?それとも,両方とも変わらない?
 答えは,南極の方が寒いのです。そのわけは,北極は大陸に囲まれた海であるのに対して,南極はそれ自体が大陸であることに関係があります。つまり,冷えにくい海に囲まれている北極よりも,熱の逃げやすい南極の方が寒くなるのです。
 ちなみに,冬の時期,北極がマイナス30℃〜40℃なのに対して,南極はマイナス60℃まで気温が下がります。

地球が誕生したのは今から何年前?

 私たちが今住んでいる地球。昔は今のように空気や水などのないただの星だったって知っていましたか?
 地球は,太陽やほかの太陽系の惑星が誕生したときに同じようにしてできたと考えられています。隕石の中のウランという放射性元素を調べることで地球は46億年前に生まれたのではないかと推定されています。また,海底のウランや月の石からも,ほぼ同じ年代に太陽系ができたことが求められています。

雷のでき方は・・・?

 夏になるとなぜか雷が多くなりますよね。今,私の住んでいるメキシコは雨とセットで,日本の雷よりもさらに大きな音と稲妻が走ります。
 この雷がどうやって起こるかということですが,夏には地表と上空の温度差が大きいため,空気中の水蒸気が蒸発し,上空(-20〜−40℃)のあたりまで上昇気流にのって吹き上げられます。このとき,水蒸気は冷やされて氷の粒に変わり激しくぶつかり合います。このとき,摩擦による静電気が発生し,雲の中に溜め込まれます。この電気が地面に向かって放電したものが雷というわけです。ちなみに,雲に溜め込まれる電気は,上層部が+,下層部が−です。

台風ってなに?

 今年は台風が多い年なのでしょうか?つい先日は台風14号が韓国に大きなダメージを与え,そしてそれに続いて,今度はハリケーン「イザベル」がアメリカ東海岸をおそうなど,短い間に連続して台風の被害が出てしまいました。
 ところで,台風とはどんなものを言うのでしょうか。定義上は「太平洋上で生じた巨大な熱帯性低気圧のうち,中心付近の風速が,毎秒17m(風力8)をこえたもの」となっています。同じものが大西洋で発生したときには「ハリケーン」,インド洋で発生したときには「サイクロン」と呼び方が変わります。

天気雨が降るのはなぜ?

 空は青空でお日様が照っているのに,なぜか雨が降るという不思議な現象が起こることがありますよね。『キツネの嫁入り』とも言われる天気雨はなぜ起こるのでしょうか。
 この現象の理由は,雨の降ってくるスピードに関係しています。パラパラと降る雨の落下速度は秒速約1m〜2m,普通の雨は秒速3m〜5mほどといわれています。ちなみに激しい雨になると,毎秒6m〜9mもの速さで落ちてきます。ということは,富士山(3776m)の頂上付近に雨雲があったとすると,小雨では地上到達まで42分もかかり,普通の雨でも15分以上かかります。また,上昇気流が強いときには,さらに時間が長くかかります。
 つまり,雨が雲を出発してから地表につくまでの間に,風が強くて雲が飛ばされてしまったとすると,青空なのに雨が降るということが起こるのです。

雨ってどんな形?

 雨の形は,私たちが普段描いている形と同じではありません。実は,雨が落下するときには『空気抵抗』がはたらいています。この空気抵抗が雨の形を決めているのです。雲から出発したばかりの雨粒は丸い形をしているのですが,空気抵抗を受けるにつれ,雨粒の形が横につぶされて落下します。つまり,横に広がったおわん状になっています。
 ちなみに,5q以上上空から落ちてくる雨が当たっても痛くないのは,雨粒に対して空気抵抗がはたらいているためです。この空気抵抗のおかげで落下する雨粒は一定のスピードを超えることはありません。

雪はどうやってできるの?

 いよいよ冬がやってきました。実は地球上の3分の1もの人たちが雪を見たことがないそうなのです。
 ところで,雪はどのようにして降るのでしょうか。そのヒントは雲の中にあります。空に浮かんでいるくもはそのほとんどが水滴や氷の粒でできています。その氷の粒が,成長して大きくなってくると,徐々に空に浮いていることができなくなり地上へと落ちてくるのです。そのときに,普通であれば温度が上がり,氷が融けて雨になるのですが,外気温が低いと融けずに地表まで届きます。このときに,空気中の水蒸気をくっつけて雪は結晶となって私たちのところに届くというわけです。
 ですから,雪の結晶を調べると,大気の状態がわかるんですね。『雪は空からの手紙』と言われるのはそのためです。

空気の重さはどれくらい?

 普段私たちが生活している中で,『今日の空気は重いなぁ』などと感じながら暮らしている人はいませんよね。でも,世の中の物質すべてに重さがあるように,空気にだって重さがあるのです。
 地球では,地表から10qほどのところに空気が多くあります(ここを対流圏と呼んでいます)。その上にはうすい空気の層(成層圏といいます)が50qの辺りまであり,さらに数百qのところまで空気はあります(とてつもなくうすいのですが)。この空気の重さは1pあたりで約1sにもなります。ということは,人間の両肩と頭の面積は平均で750pなので,私たちはいつも750sの空気の力でおさえつけられながら生活していることになるんですね。実際は体の中にも空気があるので力がつり合って重さを感じないだけですね。
 誰ですか?空気が少なくなれば身長が伸びるなんて言ってるの!?

流れ星の正体は何?

 流れ星にお願い事をするとかなうという話を聞いたことはありませんか。星が流れている間に,3回願い事を唱えるとかなうんだそうですが,普通はあっという間に消えてしまうためそんなことは無理です。
 というのも,私たちが『流れ星』と呼んでいるのは実は隕石なのです。隕石が何かの理由で地球の重力にとらえられたとき,地球に向かってものすごい速さで落下します。このとき,地球の厚い大気層を通過しなければいけないのです。大気の層を通るときには,ものすごい摩擦熱が発生します。
 つまり,光り輝いて見えるのは,隕石が大気との摩擦で熱を出して,自分自身が燃えているためなのです。そのため,ほとんどの隕石は燃え尽きてしまい,地表に届くことはありません。
 仮に,燃え尽きることなく隕石が地表に届いたならば,その速度は約800q/時だといわれています。ジェット機並みの速さですね。

地球の重さはどれくらい?

 私たちが生活している地球は,現在のところ唯一生物が生活できる惑星です。この後,科学の進歩や宇宙開発によって地球のほかにも生物が発見されるかもしれませんね。
 ところで,地球の重さはどれくらいあるのでしょうか。天秤にのせてはかることもできないし,ばねはかりでもはかれない。でも,科学の進歩はすごいもので,『万有引力の法則』を使うと求めることができるのだそうです。計算はとても難しいのですが,実際に計算をすると“60億トンの1兆倍”もあるそうです。見当も付きませんね。