2019年02月10日
地球は毎年5万トンずつ軽くなっています
どんなダイエット？
地球は毎年約5万トンずつ軽くなっています。しかも1年間に宇宙空間の塵が約4万トンもふりそそいでくるのに、その分を相殺してなお5万トン軽くなるのです。どうしてそんなに軽くなっていくのでしょう？ そして、それは我々人間にとって問題ないのでしょうか？
【画像】地球は毎年5万トンずつ軽くなっています
そんな疑問について、イギリス・BBCのラジオ番組「More or Less」で、The Naked Scientistsのポッドキャストで知られるクリス・スミス博士が説明してくれました。彼とケンブリッジ大学の物理学者デーブ・アンセル氏が行った計算では、毎年4万トンの塵が地球の一部になっているにもかかわらず、地球の質量は毎年5万トンずつ減少しているのです。ロケットの打ち上げすぎ？ とも一瞬思いますが、そうではないようです。以下が彼らの計算の詳細です。
地球の質量にプラスされる要素
地球は宇宙から毎年4万トンの塵を受け止めています。太陽系が構成された際の残がいが地球の重力に引き寄せられて、地球の一部となっていっているのです。実は地球という星は、そうした物質が集まって成り立っています。
NASAによると、地球は毎年温暖化によって160トンずつ質量を増やしています。「システムにエネルギーを加えているなら、質量も増えているはずです。」熱力学ってやつですね！
プラスマイナスゼロの要素
地球上の人口が増えて、巨大なビルなど建造物を建てても、地球全体の重量は変わりません。人間も物も、地球上にもともとある物質の形を変えて作られていくからです。
ロケットや衛星を打ち上げても、結局地球に落ちてくるので、質量への影響はありません。
地球の質量からマイナスされる要素
地球の核は、時間とともにエネルギーを失っています。それは燃料を消費し続ける巨大な原子炉のようなもので、エネルギーを消費するということは質量も減っていくということです。そのように減っていく質量は毎年約16トンになります。
もっとずっと大きいのは、毎年約9万5000トンの水素と約1600トンのヘリウムが失われていくことです。水素やヘリウムは、軽すぎて重力で引き留め続けられないのです。
プラスマイナスの結果と、その影響
このように毎年ざっくり5万トンが減っていきます。5万トンなんてずいぶんな重さのように感じますが、地球の質量の0.000000000000001パーセント（10京分の1）に過ぎません。
でも全体比ではごくごくわずかとはいえ、いつか地球が消えてしまうんじゃないか、心配でしょうか？ 大丈夫です。また、水素が減っていくことも問題ありません。地球上の水素は十分な量があり、なくなってしまうまでにはあと数兆年かかります。
ただ、ヘリウムの減少は問題になりそうです。ヘリウムは大気の0.00052パーセントを占めていて、天然ガスから分留というプロセスを経て作られています。ヘリウムといえば風船を思い浮かべますが、他にもたとえばMRIスキャナの超伝導電磁石の冷却や、シリコンやゲルマニウム結晶の保護などさまざまな用途があり、需給のバランスから希少性が高まりつつあります。ノーベル賞受賞物理学者のコーネル大学のロバート・リチャードソン教授は、ヘリウム入りの風船には100ドル程度の価格が付けられるべきだと主張していました。彼はまた米国政府がヘリウムの価格を抑えるために備蓄ヘリウムをすべて売却する方針を決める際、その方針に対する反対運動も行っていました。
そんなわけで、我々が生きている間に地球が消えてしまう心配はなさそうなのですが、風船がものすごい価格になってしまう時代は近々やってくるのかもしれません。
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