太陽の周りには
水星、金星、地球、火星などの
「固体惑星」の他、
木星、土星のような
「巨大ガス惑星」
天王星、海王星のような
「巨大氷惑星」
の計8つの惑星が存在していますが、
現実的な話、今後地球に住む人々が他の星に移住できるとすれば、
それは地球の1つ外側をまわっている火星です。
ただ、火星は今の地球とはだいぶ異なる環境にある惑星であり、
その表面はほぼ一面、
赤い色に見える「酸化鉄」を多く含む砂や岩によって覆われています。
そして、この火星で観察される特有の現象が、
今回お話しする「砂嵐」です。
時には非常に大規模な大砂嵐が発生することもあるのですが、この砂嵐は一体なぜ起こるのか。
火星の大気の存在に触れながら、詳しく解説していきたいと思います。
火星の砂嵐の原因とは？季節があることが１つのポイント！
火星の砂嵐がなぜ起きるのかという原因については、実は今も完全には解明されていません。
ただ、火星の重力は地球の約3分の1しかなく、
大気の量が少ないために、その大気圧も地球の１％以下ですから、
結果として、地球と比較すると砂が舞いやすい星であるということは間違いありませんね。
そして、なんといっても火星はそのほぼ一面が砂で覆われているため、
その砂の中で非常に細かい粒「ダスト」が舞い上がり、常にある程度の量大気中に存在しています。
そのため、実は火星の大気は濁っており、
このダストが、砂嵐を作る原因となるのです。
そして、火星の砂嵐は年間を通して100回近く観察されますが、
そのうち、年に数回はそれが惑星規模の巨大砂嵐にまで発展するため、
この巨大砂嵐のメカニズムが長らく謎に包まれていました。
ただ、この巨大砂嵐は春から夏にかけての期間に発生することが分かっており、
ここから、その季節の変化が重要であるということが分かります。
ちなみに、ある天体に季節があるというのは当たり前のことではなく、
火星でいえば、その地軸が公転軌道から傾いているために季節が生じています。
具体的には、
地球の地軸は公転軌道に対して23.4度傾いていますが、
火星の地軸は公転軌道に対して25.2度傾いていますので、
地球と火星は、実は非常によく似た特徴を持っており、季節の変化が観察されるのです。
そして、その季節の変動によって、次のようなメカニズムで巨大砂嵐が観察されます。
火星の巨大砂嵐のメカニズム
まず、火星の北極と南極には
「極冠」という、二酸化炭素と水の個体でできた氷が存在しています。
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火星の南極にある「極冠（きょくかん）」も、今回はよく見える！
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そして、今から説明する巨大砂嵐は、
南半球における春から夏にかけての季節で、その南極の温度が上昇し、
極冠が溶け、二酸化炭素が気体となって放出される頃に発生します。
ちなみに、二酸化炭素の個体はドライアイスという名前で親しまれていますが、
ドライアイスは、溶けるとそのまま気体状態に変化します。
そして、この時期になると、南北の温度変化が大きくなり、二酸化炭素の放出によって大気量も増えるため、
南極地方から吹く大気の流れが速くなり、まずはその極地で砂嵐が発生するようになります。
すると、その砂嵐がさらにダストを巻き上げ、大気中のダストの量が増えるのです。
さらに、そのダストは太陽の光を吸収して暖まり、これがさらに大気を暖め、その循環を促します。
そして、この大気の流れと、各地の傾斜面が相互作用を起こした結果、段々と砂嵐の規模は大きくなり、
そうなるとさらにダストが大気を暖め…という相乗効果によって、最終的には惑星規模の砂嵐へと発展していくのです。
この火星の巨大砂嵐は、惑星を包み込むように動いているので、
これが発生しているときに地球から火星を観察すると、
火星の地表がぼやけて見えたり、はっきりと見えたりということが交互に繰り返されます。
もし機会があれば、是非観察してみましょう(^^)
火星の砂嵐の威力と、大気量の関係について！
火星には現在、主にNASAが送り込んだ探査機がいくつも探査にあたっていますが、
その巨大砂嵐が発生する時期には、いつも通りの探査を行うことが出来ません。
探査機は太陽光から得るエネルギーを動力にしているのですが、
ダストが空を覆うと光が遮られてしまうため、
なんの対策もしなければ、探査機が止まってしまうのです。
しかし、その巨大砂嵐には、実は見た目ほどの威力はありません。
何故なら、先にも申し上げましたように、火星の大気は非常に薄いからです。
実際、強風の威力は大気の密度、量によって決まりますが、
火星には、地球の100分の1以下しか大気がありませんので、
例えば火星の砂嵐が、探査機を吹き飛ばすということはありません。
まとめ
今回の記事では、火星の砂嵐の原因について詳しくまとめました。
火星はかつて温暖な気候であったこと、豊富な水が流れていたことなどが分かっていますが、
今ではすっかり冷えてしまい、砂嵐が頻繁に発生する乾いた星になってしまいました。
それもこれも、その原因は火星の重力にあり、
火星は重力が弱いため、地中から噴き出すガスなどによる大気の産生が終わってしまった後、
その大気をとらえておくことが出来ず、かつて存在した大気のほとんどは宇宙空間へと流出してしまったのです。
大気を構成する成分にも重さがありますので、実は大気が豊富に存在できるかどうかというのは、その星の重力の強さが重要なのですね。
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(^^)
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