大学生の有意義な暇つぶし方法まとめ

隕石が大気圏で燃える理由をわかりやすく解説してみる

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どもども!しゃるです!

 

僕は理系大学生なので大学の授業で熱力学を学んでいるのですが、先日興味深い話を先生から聞きました。

「地球に降り注ぐ隕石が大気圏で燃えるのは空気との摩擦で燃えるからじゃないんだぞ」 

しゃる

!?!?

ご存知の方もたくさんいると思いますが

地球には隕石が降り注いでくることがあるんですが

たいていの隕石は地面に落ちる前に燃え尽きちゃうんですね。

しかし僕はずっと空気との摩擦で燃えていると思っていたのですごく驚きました。

今回は地球に降り注ぐ隕石が大気圏で燃えてしまう理由についてわかりやすく解説してみたいと思います。

そもそもどれくらいの数の隕石が地球に降り注いでいるの?

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普段から隕石が地球に降り注いでいる様子を見たことがあるという方はあまりいないと思うのであまり実感が沸かないと思います。

実際地球には小さいものも含めると一年間に20000個ほどの隕石が降り注いでいると言われています。

かなりの数が降り注いでますね。

しかし大抵の小さい隕石は地面に到達する前に燃え尽きてしまうのです。

また、隕石の落ちる速度はマッハ56ほどだと言います。

これを時速換算してみると68600km/hになります。

速すぎて実感が沸かない。。。

新幹線の時速が約300km/hなのでそれの約230倍です。

速すぎっ!!

そんなスピードで隕石が一年間に20000個も地球に降り注いでいるわけですね。

ではその隕石が燃え尽きてしまうメカニズムとはいったいなんなのでしょうか?

空気は圧縮すると温度が上がる

メカニズムを説明する前にまずはこんな実験を考えてみましょう。

中学校の理科の実験でやったことがある方もいるかもしれません。

まずシリンダーの中に小さい綿を入れます。

そしてピストンを勢いよく下に押し込みます。

するとどのようなことが起きると思いますか?
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実は綿が燃えてしまうんです。
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これは断熱圧縮と呼ばれるものなんですが、
ピストンを一気に押し込むことでシリンダー内の圧力が上がります。

そうすると圧縮された空気の温度が上がり、その熱で綿が燃えてしまったというわけです。

要は空気は一気に圧縮されると温度が急激に上がるということなんですね。

実は隕石が地球に降り注ぐときも同じような現象が起こっているんです。

隕石が落ちてくるときも断熱圧縮が起きている

隕石が地球に降り注ぐときにも断熱圧縮が起きているとはどういうことでしょうか?

そもそも大気圏とは地球を取り巻いている薄い大気の層のことです。

ここには空気が存在します。

また、先ほど隕石はマッハ56の速さで地球に落ちてくると言いました。

そうすると図に示した部分の大気圏の空気は急激に圧縮されます。

そして圧縮された空気は一気に温度上昇し、大量の熱が発生します。
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大量の熱により隕石表面は非常に高温になり隕石は燃えてしまいます。

これが隕石が大気圏で燃えてしまう原理です。
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つまり隕石は空気との摩擦熱で燃えているのではなく、空気の断熱圧縮による熱で燃えているんです!

大きな石の塊みたいな隕石が燃えてしまうほど温度が上がってしまうなんて断熱圧縮おそるべし、、、

さいごに

隕石は空気の断熱圧縮の熱によって燃えている、ということはお分かりいただけたでしょうか?

断熱圧縮って聞くと一見難しそうですけど中学校でやるような理科の実験に話を落とし込んでみると結構わかりやすかったと思います。

今後もこのようなお勉強のお話も取り上げていけたらと思ってます!