テラちゃんのうちゅう用語じてん

太陽に近すぎると水はふっとうして湯気になり、遠すぎるとこおってしまう。その中間の、水たまりや海がつくれる距離の範囲を「ハビタブルゾーン(生命が住めそうな帯)」というよ。地球はこの帯のなかにいる。

地球はコマのように回っているけど、その回転の軸(じく)がすこしだけ斜めにかたむいている。このかたむきのおかげで、太陽の当たり方が場所と時期で変わり、春夏秋冬(しゅんかしゅうとう)ができるんだ。

地球はコマみたいに自分で回っていて、1回転するのにおよそ24時間かかる。この回転が「自転」。回っているから、太陽のほうを向くと昼、反対を向くと夜になるんだ。

地球は太陽のまわりを大きな輪をえがいて回っている。これが「公転」で、1周するのにおよそ1年かかる。自転(じぶんが回る)とはべつの動きだよ。

惑星が回る道は、まん丸(真円)のときもあれば、タマゴのようにのびたときもある。そのつぶれ具合を数であらわしたのが「離心率」。0だとまん丸、大きいほど細長いタマゴ型になる。地球は0.017で、ほとんどまん丸なんだ。

地球の中心では、どろどろにとけた鉄が動いて、大きな磁石のはたらきをしている。そのおかげで地球は磁場(磁石の力がとどく範囲)につつまれ、太陽から飛んでくる電気の風「太陽風」をそらすバリアになっているんだ。

太陽からは光だけじゃなく、電気を帯びた目に見えないつぶが、ものすごい速さでいつも吹き出している。これが「太陽風」。地球は磁場のバリアで受け流しているけど、火星はバリアがないので、この風に空気をすこしずつ持っていかれたんだ。

太陽風のつぶが、地球の磁場に導かれて北極や南極ちかくの空気にぶつかると、空気が光る。これがオーロラ。ふだんは高緯度(こういど=極に近いところ)でしか見えないけど、太陽の活動が強い日は低いところでも見えることがあるよ。

地球のまわりには空気のうすい毛布のような層があって、これを「大気」という。大気は昼と夜の温度差をやわらげたり、宇宙から飛んでくる小さな石(いんせき)をもやして守ってくれたりする。濃すぎても、うすすぎても住みにくくなるよ。

地球が太陽であたたまると、その熱の一部は宇宙へにげようとする。でも大気の中の二酸化炭素(にさんかたんそ)などが、その熱をにがしすぎないよう毛布のようにためてくれる。これが「温室効果」。ないと地球は氷の星になっちゃう。多すぎると今度は暑くなりすぎるよ。

地球にはものを中心へ引っぱる力があって、これが「重力」。ジャンプしても落ちてくるのはこの力のおかげ。重力が強い星ほど体は重く感じ、空気(大気)もしっかりつなぎとめられる。小さな星は重力が弱くて、空気をにがしやすいんだ。

ふたつの星が近くで長く回っていると、たがいの引っぱり合いで片方がいつも同じ顔を相手に向けるようになる。これが「潮汐ロック」。月はこれで、地球からはいつも同じ模様(もよう)しか見えないんだ。裏側は地球からは一生見えない。

同じ火にかけても、小さなカップのお湯はすぐ熱くなり、大きな鍋の水はなかなか熱くならない。この『温まりにくさ・冷めにくさ』のもとが「熱容量」。海は熱容量がとても大きくて、大気のおよそ1000倍。だから海は、気候をなめらかにする巨大な保温タンクの役割をしているんだ。

海は温度をやわらげる毛布のはたらきをするから、海から遠い内陸ほどその効果がとどかず、夏と冬の気温差(年較差=ねんかくさ)が大きくなる。これが「大陸性気候」。シベリアの内陸では、夏と冬で60度以上も差があるんだ。

地球の軌道のタマゴ具合(離心率)や地軸のかたむきは、何万年もかけてゆっくり変わっている。それによって太陽の当たり方が変わり、氷期(たくさん氷におおわれる寒い時代)と間氷期(あたたかい時代)がくり返す。この長いリズムを、発見した人の名前をとって「ミランコビッチ・サイクル」というよ。

星にはいろんな重さがあって、軽い星ほど暗く、赤っぽい光を出す。それが「赤色矮星」。地味だけど、実は宇宙の恒星の7割以上がこのタイプで、太陽のほうが少数派なんだ。とても長生きで、何千億年も燃え続けるよ。

私たちが吸う空気のうち、酸素は約21%(のこりは主に窒素)。この割合が「酸素濃度」。濃すぎると火が消えにくくなったり体に毒になったりし、うすすぎると息苦しくなる。今の21%は生き物にちょうどいい絶妙な設定なんだ。

今から約3億年前、巨大なシダの森が地球をおおっていた時代。枯れ木が腐らずに埋もれて炭素をため込み、それが今の石炭になった。だから「石炭紀」。この時代は酸素が約35%もあって、巨大な昆虫が繁栄していたよ。

地球の表面は十数枚の硬い板に分かれていて、その下のやわらかい層に乗って年に数cmずつ動いている。板がぶつかる場所で地震や火山、山が生まれる。この「板が動く」仕組みが確認されているのは、太陽系で地球だけなんだ。

火山はCO₂(温室効果ガス)を空気に出し、雨は岩石を溶かしながらCO₂を吸い取って海底にしまう。暑くなると岩石が溶けやすくなってCO₂が減り、冷える。寒くなると逆に暖まる。この自動調整のおかげで、地球の気温は長い目で一定に保たれているんだ。

月が地球を引っぱる力は、月に近い側と遠い側で少しちがう。この「差」が、海を両側にふくらませて潮の満ち引きを起こす。これが潮汐力。おもしろいことに、この力は距離の3乗に反比例するので、月が近づくと一気に強くなるよ。

メリーゴーラウンドの上でまっすぐ歩こうとすると、体が横にずれる。同じことが、自転する地球の上でも起きている。風や海流はこの「コリオリの力」で曲げられていて、その向きは自転の向きで決まる。だから自転を逆にすると、風も海流も逆向きになるんだ。

海の水は止まっているようで、実は地球規模で循環している。風が表面を押してつくる流れ(黒潮など)や、冷たく重い海水が深く沈んでできる流れがあり、熱を世界中に運んで気候をならしている。自転の向きが変わると、この流れの向きも変わるよ。

鉄1cm³と発泡スチロール1cm³では、鉄のほうがずっと重い。この「同じ体積あたりの重さ」が密度。密度の大きいものは沈み、小さいものは浮く。氷の密度は約0.92で、水(1.00)より小さいから浮くんだ。

月の石を調べると、衝突で溶けた岩石の年代が約41〜38億年前に集中していた。ここから、この時期に天体の衝突がとても多かったとする「後期重爆撃期」という考えが生まれたんだ。ただし本当にあったのか、いまも研究者が調べ続けている「動いている答え」だよ。

白い雪や氷は光をよくはね返し(アルベドが高い)、黒い地面や海は光をよく吸いこむ(アルベドが低い)。地球に氷が増えると、はね返す光が増えてもっと寒くなり、さらに氷が増える——この悪循環が全球凍結のもとになるんだ。

光は1秒間に約30万km(地球を7周半)も進む、宇宙で最速のスピード。とても速いけれど無限ではないので、遠くのものほど「昔の姿」が届く。太陽の光は約8分19秒前のもの、星の光は何年も何万年も前のものなんだ。

重い天体が激しく動くと、その影響が「空間のゆがみのさざ波」として光と同じ速さで宇宙に広がる。これが重力波。2017年には、遠くの中性子星が合体したときの重力波が光とほぼ同時に地球へ届き、重力も光速で伝わることが確かめられたよ。

太陽の光が大気に入ると、空気の分子にぶつかって四方八方に散らばる。これが散乱。波長の短い青い光ほど強く散らばるので、空じゅうから青い光が届いて、空は青く見える。夕方は光の通り道が長くなって青が散らされ尽くし、残った赤が夕焼けになるんだ。

約400年前、ケプラーという学者が惑星の動きに3つのきまりを見つけた。中でも第3法則は「太陽から遠い惑星ほど、1周(=1年)にかかる時間が長い」というもの。距離が決まると1年の長さも自動的に決まる——水星は88日、地球は365日、海王星は約165年。

ボールを上に投げても落ちてくるけれど、ものすごく速く投げれば重力を振りきって宇宙へ出ていける。その境目の速さが脱出速度で、地球では秒速約11.2km。重力が強い(大きい)惑星ほど大きく、空気の分子も逃げにくくなるんだ。

地球の中心にある溶けた鉄が対流することで、地球全体が大きな棒磁石のようになっている。これが地磁気。方位磁針のNが北を指すのはこのおかげで、その向きは過去に何度も逆転してきたんだ。

約77万4千年前〜12万9千年前の時代の名前。千葉県市原市の地層が、直近の地磁気逆転の記録を世界で最もよく残しているとして国際的に認められ、名づけられた。地質時代の名前に日本の地名がついた、初めての例だよ。

約46億年前、まだ若い地球に火星ほどの大きさの天体が衝突し、飛び散った破片が集まって月になった——これが今いちばん有力な「ジャイアント・インパクト説」。月の表と裏で地形が大きく違う理由など、まだ研究が続く謎も残っているよ。

空気の約8割は窒素だけど、とても安定していてそのままでは生き物が利用できない。雷の放電や、一部の細菌のはたらきで、窒素は植物の栄養になる「使える形」に変わる。これが窒素固定。雷は、空気の栄養を大地に配る役目も持っているんだ。

1953年、ミラーという研究者が、大昔の地球の空気(と当時考えられた気体)に雷のような放電を流し続けたところ、1週間ほどでアミノ酸(生き物の材料)ができた。「生命の材料は意外と簡単にできる」と世界を驚かせた実験。ただし当時想定した空気は今の考えと少し違う、ともわかってきているよ。

惑星の引力は、近い側と遠い側で強さがちがう。天体が惑星に近づきすぎると、この引力の差(潮汐力)が天体自身の重力より強くなって、天体はバラバラにこわれてしまう。この限界の距離がロッシュ限界。地球なら半径の約3倍、およそ1万9000kmより内側。こわれた破片は、惑星のまわりで環になることがあるよ。

地球の地軸は、傾き23.4度を保ったまま、向きだけがゆっくり回っている。1周するのに約2万6000年。これが「歳差」。地球が赤道方向にすこしふくらんだ形をしていて、月と太陽の引力がそのふくらみを引っぱるために起こる。このせいで、北極星は数千年ごとに別の星と交代していくんだ。

太陽で大きな爆発(フレア)が起こると、大量のプラズマの粒が地球に届いて、地球の磁場を一時的に大きく乱す。これが磁気嵐。強い磁気嵐のときは、ふだん極地でしか見えないオーロラが日本のような低い緯度でも見えるようになる。いっぽうで、GPSや通信、送電網が乱れることもあるよ。

地表の岩ばん(地殻)の下、深さ約2900kmまで広がる岩石の層。地球の体積のいちばん大きな部分をしめる。固体だけれど、何万年、何億年という長い時間でみると、熱によってゆっくり流れている。この流れがプレートを動かして、山や火山を作る原動力になっているよ。

空と宇宙のあいだに、はっきりした境目はない。空気は上にいくほど、少しずつうすくなっていくだけ。そこで国際航空連盟という団体が、高度100kmを「ここから宇宙」という世界共通の線に決めた。これがカーマン・ライン。飛行機がつばさで飛べるのは、だいたいこの高さまでなんだ。