K2・灼熱の氷惑星(二章)

2016年1月14日 (木)

S3 灼熱の氷惑星 : 大水圏

大洪水が起こった。
・・・あたり一面くらくなり、黒い色の雨が降り始めた。
  雨は昼も夜もどしゃぶりに降った。・・・
         このようにして 人 は滅びてしまった。

  (南米インディオの伝承古文書『ポポル・ヴフ』)より

1 天体Mは、こんな構造をもっている

第Ⅱ-1図は著者が考えた天体Mの、おおよその構造図である。
M_2
並べて書きそえた地球の構造の断面図と比較しながら説明する。
大切なのは天体Mが核(コア:core)をもっていることで、次に核を中心としてそのまわりに膨大な量のミズ(水:HO)があることである。
この部分を殻と呼び、また水圏とも呼ぶことにする。
水圏の外側は凍結していて氷層を形づくっている。

《天体Mの大水圏》

水圏の厚さは膨大なものであって、これを地球の海の深さと比較すると、かれこれ1000倍近くにもなる。

地球の海の平均の深さはおよそ4000メートルとみてよい。
天体Mの水圏の厚さは3000キロメートルないし3600キロメートルと思われる。
この計算は後で集水仮説の所でさらに詳しく説明する。
・・・、
《コーリかミズか?》

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S4  魔の海を包む氷層

《魔の海を包む厚い氷層》

さて、少し話をもとに戻して、読者がこの天体Mの大水圏を”魔の海とみるか”ミズは水”とみるか・・の話に帰ってみよう。

ミズはやはり水であったわけだが、それでも摂氏800度、あるいは1000度もの水となると、いささか”魔の海”めいてくる。そこで少し、雑談めいた話をしておこう。この”魔の海”、表面は厚い氷におおわれている。厚さ、30キロメートルから70キロメートルというのが、始原氷層の厚さだ。

しかしこれも天体Mの履歴によって大いに変る。例の回帰検討によると、1億年前くらいに地球との大衝突で氷殻の1割か2割くらいの面積は壊滅したかもしれないと見られる。

壊れても、氷の厚さは変わるまい・・と思っていると、どっこい、深層水圏の高温度の水が大攪乱で表面に出てくると、氷をとかしてしまうではないか? と思われたりして、容易に即断を許さない。薄い所は新生氷層で厚さわずかに100メートルくらいの所もある・・と計算されている。

次の話題。この”魔の海”明るいだろうか? 暗いだろうか?--ということを考えてみよう。

ここでの回答は簡単で、もちろん、マックラヤミ。地球の構造図と比較して見ると、厚い天体Mの氷殻は地球の地殻(crust)に当り、水圏は地球のマントルに当る。こう考えると、この魔の海は”閉じられた世界”で、この海に太陽の光はあたりそうにもない。

もう一つ。この海に、潜れるだろうか? この”閉じられた海”は永劫の闇の世界のように見える。この愚問にはここでは答えないでおこう。読者も、こんな海に人間が潜る機会があるとは夢にも思われないであろう。それで結構なのである。

ただ、一つだけ思い出しておいて頂くべきことがある。どんなに深いにしろ、水は水だ!ということである。いつかその意味がわかる。

2 謎の天体は地球型天体(固体天体)ではなかった

天体Mがミズ天体だとわかってからはじめて、全部の仮説体系---いろいろな要素仮説のつながり具合というようなもの---が、すらすらと解けてきた。二つの天体すなわち地球と天体Mとの、衝突の確率の計算の具合も、ミズ天体だと考えて初めて納得の出来る数値となった。

この経過を読者は至極あたりまえの事だと思われているに違いない。まったく、固体天体であると考えた天体Mから、ミズが地球に移るというのも、おかしな話ではある。しかし、ミズ天体にも固体の核(core)がある如く、固体天体にもミズが多少はあると考えられる。

だから固体天体だからといって、ミズが無いわけではないのだから、一概におかしな話ともいえないが、天体Mがミズ天体だと考えれば、多くの謎が解けそうだ---ということは読者にも直感されるところであろう。

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2016年1月12日 (火)

S5  どうしてこのような天体ができた?  

第二章 謎の大天体の構造

3 どうしてこのような天体ができたのか?

《ムカシ太陽とイマ太陽》

”ムカシ太陽とイマ太陽との間に、太陽輻射が極度に弱くなった時期つまり太陽の大寒冷期があった”と考える。

ムカシ太陽はイマの太陽と大体等しい程度の質量系を持ち、イマの太陽が経験している核反応サイクルで壮年期を過ごした後、そのライフサイクルの終りにおいて、一般恒星理論で予測されているのと同じような、超新星的な核反応を起こす最終段階に入った。

鉄を中心に、鉄より重い元素がほとんどすべて出来た。一方、この段階での急速な反応速度は、非常に強い太陽の輻射強度を生むことになって、その輻射圧でもって---イマの大洋輻射よりは遥かに強い力で---ムカシ太陽の反応系内にある諸元素を拡散させていった。

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S6  ムカシ太陽・イマ太陽

《ムカシ太陽は超新星コースをたどった》

地球には周知のように、ウランが、地殻の中に存在している。

鉄より以上の、ウランまでの重い元素は、超新星コースでないと出来ないとされている。それは温度と、温度の18乗ないし20乗に比例するといわれている早い反応速度の存在が必要なためであるが、地球に現在ウランがあるのだから、もし地球がこの超新星現象の時にできたものととするなら---という前提の上での話ではあるが---ムカシ太陽はこの超新星コースを実際に経験したはずであるということができる。

そうでないとすると、イマ太陽系の一員である地球上のウランが存在することの説明が困難になる。それ故、ムカシ太陽が超新星コースを経験したということは、確かな事実であるように思われる。

さて、超新星コースの前後において、ムカシ太陽の全物質系には、いったい、どのような事が起り、どのようにしてそれがイマ太陽に移行して行ったのであろうか?

この節の冒頭に述べたように、ムカシ太陽とイマ太陽の間に大寒冷期があった---と考えている。そうして、その大寒冷期の、おそらく前後3000万年ほどの間に、いろいろなイマ太陽の惑星についての内部構造を説明できるような諸物質の集積が行われ、そして”アストロ・ケミ(天体化学)”とも呼ぶべき諸化学物質の合成過程が同時に進行したのではないか? と考えている。

また、このような考え方の中から最後に天体Mの構造と、特にそのミズの量とを推測して算出しようとしている。

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S7  超新星後の大寒冷期

《超新星の後にくるもの》

大寒冷期は、どのようにして始まるのだろうか? 超新星の期間は既述のようにかなり早く終わるものとされる。そうして、そこでは後半の吸熱反応が高速度で進行し、それが進み切ってしまうにつれ、もはや新しい核反応は起こり得なくなり、輻射は急速に衰える。

火星軌道の外側までの”焼け跡”にあった原子は、おそらく電子を剥ぎ取られた、重い原子核ばかりだろうが、急速に中心部に向かって落ち込み始める。中心部にこうして、大きな重力の中心ができる。

次いで”焼け跡”の外側の空間、つまり木星以下の惑星がある大惑星空間に拡散していたやや重い元素、すなわちシリカ、マグネシウム、鉄の類も、落ち込み始める。中心部に向かって、重力に引かれて動き始める。

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S8 大惑星の構造・集水計算

《大惑星の構造》

木星、土星、天王星、海王星など大惑星の構造は、既述したような考え方のもとに、
まず各々の惑星に核があるものと考え、
その核の平均密度を仮に地球の平均密度である5.52に等しいと仮定して、
殻を構成していると考えられる有機化合物の量を、
これもかりにメタンならメタンばかりから出来ていると仮定した場合に、
その有機化合物の量---あるいは水素原子の数---が、いくらになるか
  を私は計算してみた。 ・・・ 《集水計算》 ・・・

Photo

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S9  長楕円軌道のミズ天体

灼熱の氷惑星(高橋実著) ・・・著者は15年前に故人となられました。私は約40年前に「この本」を購読して目を開かれました。(その本友達に貸したら、帰って来なくなりました)。この文は、神奈川県立川崎図書館の秘蔵本を取り寄せてもらってブログ転載させて頂いています(著作権など問題がある場合は、その御指示に従います)。 原書房様、転記しつつ感じるのですが、ブログで200ページ余りの「本」を読んで頂くことは大変です。(皆さんのために)是非、復刻版をお願いします。 

4 長楕円軌道をもった天体Mはミズ天体になった

天体Mの遠日点は600億キロメートルのかなたにまで延びているいるわけであるが、もしその位置で円軌道をもった惑星があるなら、その惑星はおそらく水素ばかりを集めた水素氷(固体の水素)の殻からなる天体となっていたであろう。

このような場合でも、水素を集積する核となった重い元素の塊まりは、すでに存在していた---としなければならない。つまり600億キロメートルの位置まで、鉄だのニッケルだの、核の中心材料になるような重い元素がその辺りまで行っていた、としなければならない。---そういうことはあり得るのだろうか?

この疑問は実は、天体Mそれ自身への最初の素朴な疑問にも通じるものである。”多くの太陽系の惑星がほとんど全て円軌道を持ち、距離も60億キロメートル以内のところにあるのに、なぜ天体Mは一つだけものすごく飛び離れた長楕円軌道を持っているのであろうか?

この疑問はおそらく全部の読者に抱かれている疑問であろう。この疑問に、先刻の核の問題は、通ずるのである。

”なぜ、核が、このような遠い所でできたのであろう?”

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