【2018】なぜ火星には大気がないのか？

地球には、当たり前のように大気があり、当たり前のように生物が生きていける温度が保たれていますが、

火星には、その大気がほとんどない上に、

温室効果を得られないことから、

その地表の平均温度はマイナス60℃にもなる極寒の土地となっています。

しかし、これまでの調査の結果、

火星もかつては気温が高く、大気もあり、

何より、液体の水として海が広がっていたと考えられています。

水が流れなければできないような地形が見つかったことなどから、その水の存在の可能性については長らく議論されてきたのですが、

どうやら、その水は今も火星の地中に含まれており、

もし火星の気温をあげることが出来れば、

火星の表面を深さ8mの液体で覆うことができるほどの水が貯えられているようです。

だからこそ、火星を地球のような惑星にするためには、どうやってその気温をあげるかが問題となってくるのですが、

そもそも、なぜ今の火星には、かつて存在した大気がほとんどないのでしょうか？

今回の記事では、その理由について詳しく解説いたします。

金星、地球、火星の大気量の違い

ちなみに私たちが住む地球は、

同じ太陽系の惑星である金星と火星の間に挟まれるような形で存在していますが、

このうち、金星には地球をはるかに上回る量の大気が存在しており、

金星の地表で感じる大気圧は、

地球表面の90倍にもなります。

これは、地球における水深900m地点で感じる圧力に相当するため、

実は私たちが生身で金星の表面に立つことは不可能です。

一方火星はというと、

こちらは、逆に大気がほとんどなく、

火星の表面の大気圧は、

地球表面の100分の1以下です。

なので、金星の大気圧は、火星の大気圧の10000倍近くにもなるということですね。

では、なぜそれぞれの惑星がこれほどまでに極端な違いをもち、

火星にはほとんど大気がないのでしょうか？

なぜ火星には大気がないのか？

実は、火星に大気がない理由は1つだけではなく、

いくつかの要因が絡み合った結果、継続的な大気の流出が起こってしまったと説明できます。

その理由としては以下のようなものが挙げられます。

理由１：不安定で弱い磁場しか存在しないため、太陽風にはぎとられてしまった

北極、南極というように、地球には磁場が存在しているということは皆さんご存知だと思います。

これは、地球内部に存在する鉄やニッケルを含んだ核の流動物質が、

地球の自転と熱対流によって回転することで電流を生じ、

この電流が磁石・発電機のように、磁場を生成しています。

また、この磁場は地球の周りを覆うように生成されています。

普段はその存在を意識することはあまりないと思いますが、

この磁場は、太陽から吹き出すプラズマ粒子

すなわち「太陽風」から地球の大気を保護する役割を担っており、

だからこそ、大気の流出が起こりづらくなっています。

ちなみにこの太陽風は、秒速数百kmというすさまじい速度で地球へと向かってくるのですが、

これが、地球の磁気圏にぶつかった際に見られる現象が、かの有名なオーロラです。

そして、地球はこの磁場によって保護を受けているのですが、

火星にはそのような磁場がほとんど存在していません。

これは、核が小さかったために早くに冷えてしまい、その流動が起こらないためであると考えられています。

そのため、地球よりも直接的に太陽風の影響を受けてしまい、

それが徐々に大気の流出を促してしまったのではないかと考えられています。

理由２：重力が弱いため、大気が地表近くにとどまることが出来なかった

実は最新の研究から、

先ほど挙げた太陽風による影響は、それほど大きなものではないことが分かっています。

そして、それ以上に重要な問題だったのが、

その火星の「重力の弱さ」です。

というのも、火星は地球よりもとても小さな惑星で、

その重力は地球のおよそ3分の1程度しかないのですが、

大気を構成する成分もすべて重さを持ちますので、

重力が弱いと、より上空へと逃げやすくなってしまうのです。

そのため、火星は何十億年と時を経るごとに、徐々にその重力の弱さに起因する大気の流出が起き、

逃げ出そうとした大気に太陽風がぶつかり、どんどんその大気がはぎとられてしまったのです。

その結果、火星はほぼ宇宙空間に対してむき出しの、裸の惑星になってしまいました。

理由３：大気を吹き飛ばす巨大天体の衝突

これが実際に起きたかどうかというのは定かではありませんが、

先ほどの2つの理由に加え、

巨大な天体が火星の表面へと衝突し、

それがさらに大気の流出を促した可能性があることも否定できません。

このように、火星の大気がないのは、様々な要因が絡み合った結果なのですが、

重力が弱いというのが最大の問題である以上、例えば火星を地球のような大気が豊富に存在する惑星に作り替えることは容易なことではありません。

そのため現在の技術では、どれだけ頑張っても火星の地球化（テラフォーミング）は不可能であるといわれています。

まとめ

今回の記事では、なぜ火星には大気がないのか、その理由について解説いたしました。

火星は、地球人が将来的に住むことができる可能性が最も高い惑星と言われているのですが、

ここに実際に一般の方が移り住むというのはおそらく遠い未来の出来事で、

しかも、重力がはるかに弱い関係から、一度火星に住むと、地球に来て同じように生活することはなかなか困難なことです。

簡単に言えば、火星で生まれ育った人間が地球に来ると、まるで自分を後2人背負っているように感じることでしょう。

ただ、火星への有人飛行は2030年代を目標に計画されていますので、

実際、あと数百年後には、火星への移民は現実的な話になっているかもしれません。

果たして人類は今後どのように宇宙開拓を進めていくのか、非常に気になりますね(^^)

それでは、最後まで読んでいただきありがとうございました！