My Fortnight's Dairy

ようこそ私の日記に。ダイビングや旅行を中心に思いついた事柄をつれづれに書き綴ります

カテゴリ: 科学

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本年初めからパラオへダイビングに行った時話題になったのが「南十字星」であった。

折角南の島に来ているのだから「南十字星」をじっくりと見てみようということになった。

パラオ最後の日、早朝ダイビングで4時に起き、5時には波止場に着いて見上げた南の真っ黒な空には満天の輝く星でそれは見事なものだった。

しかし、余りハッキリせずガイドに教えて貰ったが、「ニセ十字」と間違え易いからと言いながら指差す方向を探すと薄っすらとやっと「南十字星」を見つけることが出来た。

さて、初めて知った「ニセ十字」は、南十字星の右下に位置している。

南十字星が個々の明るさがバラバラであるのに対して、ニセ十字は全て二等星と明るさが揃っており、大きさ自体も南十字星より大きいこともあって、初見の人はこちらを南十字星と勘違いすることが多くこの名が付いているという。


久しぶりに南の空でゆっくりと夜空を眺めながら悠久の世界に浸っていたら、年末日経新聞に掲載された書評「ベテルギウスの超新星爆発:宇宙の運命に思い馳せる」を思い出し、帰国したらすぐ読んでみようと思った。


ベテルギウスの超新星爆発に関する話題は2010年1月10日付け朝日新聞に

「オリオン座の1等星「ベテルギウス」で、超新星爆発へ向かうと見られる兆候が観測されている・・爆発は数万年後かもしれないが、明日でもおかしくない!」

と言うようなセンセーショナル記事が掲載され又昨年1月に場合によっては2012年までに爆発が見られる可能性があるとの報告も出され、話題を呼んだのを記憶していたからだ。



前述の書評に

「最期の時を迎えると華々しく散る星がある。いわゆる超新星だ。
本書は、超新星について、一般向けに易しく書かれている。
一冊読めば、超新星について、ほとんど全てのことがわかるだろう。

題名にあるベテルギウスは、誰でも知っている冬の星座「オリオン」の一番星だ。

近い将来、超新星爆発により、ベテルギウスは、満月のような明るさとなり、やがて星空から消えてゆくと言われている(後略)。」

とある。


おおいぬ座のシリウス、こいぬ座のプロキオンとで冬の大三角を形作る、オリオン座のベテルギウスは赤色超巨星と呼ばれる巨大な星である。

全天で9番目に明るく、地球からの見かけの大きさ(視直径)が太陽に次いで2番目に大きい恒星である。

直径は太陽の1千倍で、質量は20倍、地球からの距離は640光年。

太陽系にあるとしたら、地球や火星はおろか木星までが覆われる大きさだ。

重たい星ほど寿命は短く、太陽は100億年、太陽の5倍の質量の星は約1億年、10倍であれば約2600万年。

太陽の8倍以上の質量を持つ星の多くは一生の最後に超新星爆発を起こすことが知られる。

太陽の20倍の質量を持つベテルギウスの一生は短い。

ベテルギウスの場合、星の一生の9割を占めるという水素をヘリウムに変える核融合の1000万年の時代は既に過ぎ、外層が膨らみ始め、赤く大きな赤色超巨星の時代にだいぶ以前に入っているという。

超新星までの数百年はどのような事が起こるのだろうか。

外から見た可視光での明るさは変わらないが中心部では劇的な変化が起こっている。
ヘリウム燃焼段階が終了し、炭素燃焼が開始した地点でのこり数百年、酸素とネオンの燃焼が1年くらい、最後のシリコン燃焼は数日で終了する。

鉄が分解され始めると数秒で超新星だ。
中心温度でヘリウム燃焼が2億度で、炭素燃焼が7億度、あとは終末に向かって急激に上昇し100億度に相当達すると言う。


超新星爆発の際のガンマ線放出については、近年恒星の自転軸から2°の範囲で指向性があることがわかっており、ベテルギウスの自転軸は地球から20°ずれており、ガンマ線バーストが直撃する心配は無いとされる。

超新星爆発した際の明るさについてかに星雲と同規模の爆発と仮定すると、地球からベテルギウスまでの距離は、かに星雲までの距離のほぼ1⁄10であるため明るさは100倍程度と概算できる。

これは半月よりも明るく、昼でも点光源で輝くことになる。

その後は中性子星またはブラックホールとなると考えられている。


ベテルギウスほど地球から近い距離で爆発するのは、前例のないことである。

今まで観測された7回の超新星爆発は、いずれも遠く離れた出来事であり、最も地球に近い爆発(かに星雲900年頃前)でも、ベテルギウスの10倍は離れていた。

今回の爆発は、あまりにも地球から近いため、この爆発が地球にどんな影響をもたらすのか、宇宙の誕生の疑問を解くためにも、戦々恐々としながらも、科学者達は興味津々なのである。



幾度の超新星爆発が我々を構成する元素を作り出したことを想うとなんと悠久で雄大なロマンを感じます。

是非一読を


「ベテルギウスの超新星爆発」 野本陽代著 幻冬舎刊 780円

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大学の工学部を卒業して、その手の系統の仕事に40数年携わってきた私としては、この年になっても巨大な施設、建造物には興味津々である。

大型台風の来襲により首都圏が水没してしまう災害パニック小説、高嶋哲夫著
「ジェミニの方舟」、を読んで、
小説に書かれていた首都圏外郭放水路にそのときから興味を持ち、
是非一度見てみたいと思っていた。


先日、都合よく首都圏外郭放水路の見学がOKとなったので、東京成田経由のメキシコ・ソコロ諸島ダイビングに行った帰りに見学してきました。

又、明石海峡大橋の主塔見学ついては、毎日橋を眺められるところに居り、いつでも行けると油断して行っておらず、急遽4月末に見学してきました。


さて、まず首都圏外郭放水路であるが、既に多くのメディアに登場してご存知の方も多いと思いますが、
調圧水槽などは「地下神殿」と呼ばれる巨大なものだ。


首都圏外郭放水路は、溢れそうになった中小河川の洪水を地下に取り込み、トンネルを通して江戸川に流す設備だが、

直径30m、深さ60mにおよぶ5本の巨大立坑に洪水を取り込み、
地下50m、6.3kmにわたって走る直径10mの地底トンネルを通じて、
重量500トンの柱が59本も聳えるマンモス調圧水槽(L177xW78xD25m)に導かれ、
そして、最大毎秒200t(50tx4台)の水を排水する14000馬力タービンで放水するなど、
そのすべてが想像を超えるスケールの大きなものばかりだ。


巨大であり、大深度の設備であることより、至る所に日本の土木、科学技術の粋が集められ世界にも類を見ない治水対策設備なっているとのこと。

平成4年に着工され、平成14年から部分的に稼動し、平成18年6月に完成した。

工期14年、工費2300億円。年に5~7回の稼動実績。

過去20年に5回の甚大な水害を発生させてきた地域で、
完成後は大きな水害は発生していないと言う。


始め、首都圏外郭と言う名から、この施設は首都圏全域の洪水対策設備と思ったが、
都心から北へ30km強、埼玉県南東部の春日部市周辺住民322万人の、
中川・倉松川・大落古利根川流域における浸水被害人口約50万人を2万人に減少するための施設だという。

意外と狭い地域のための巨大施設だ。


災害対策設備と言うものは過去の災害発生データーや経済性などを考慮して基本的設計仕様を想定するが、
東日本巨大地震では悉く各設備の想定値を超え甚大な被害が発生してしまった。

今回の設備は雨量毎時60mm、他の河川よりキャパシティーが大きい江戸川に取り込んだ水を放水ができるという条件で作られていると聞く。


最近の局地的豪雨では毎時100mmを越す雨も珍しくない。

いくら流水容量が大きい江戸川といえども、先に江戸川流域に集中豪雨が降り、そして対象地域にも豪雨が発生した場合はどこまで設備は機能するのだろう。

年5~7回の稼動のため、絶えず設備を最善の状態に維持し、現場での部品交換が難しいガスタービンなどは定期的な設備交換の保守が必要だ。

各自冶体が競って作った多くの箱物が維持のための費用や保守のまずさから衰退しているが、

この巨大設備が、ある雨の日ボタンを押したがポンプが稼動しなかったと言うようなことが起きないことを祈るばかりだ。


明石海峡大橋の主塔登頂見学は自宅が近くにあり、建設現場をはじめから身近に見てきたこともあり、大変興味を持って参加した。


確かに聞く橋の主要仕様は吃驚するような数値だ。

中央支間長 1991m。 世界最長。
アンカレイジ重量35万トン。
主塔基礎 水深60m。 サイズ直径80x70m
主塔 高さ300m。重量2万3千トン。
ケーブル延長 30万km。
補剛桁 重量9万トン。


橋の主塔見学は30人ほどの参加者を3班にわけ、
主塔へ橋の袂から約1km 橋桁下部の中央にある床面がグレーチングの通路(工事中は車も通行)を歩いていく。

足元の60m下の海面を見ながら、両脇は隙間が大きなガードレールの通路は始め少し足がすくみ、背筋が涼しくなる感じがしたが、すぐ慣れ普通に歩ける様になった。

主塔頂部へはエレベーターで一分程度。あっという間だ。

主塔頂部は海面より289m。 流石に凄い眺望だ。

この日は雨上がり後の晴天で、神戸市外、関西空港、友が島などかなり遠くまで見通せた。


建設期間 1988年から1998年の10年。 工費約5000億円。

何時も思うのだが、本当に四国への橋が3本も必要だったのだろうか。

今回主塔からの車の通行量は全線で十数台というところか。
開通当初片側3車線一杯に車が溢れていた光景とは雲泥の差だ。

やはり、巨大設備を維持管理するのは大変だ。
毎週3日間を保守点検に当てていると言う。

瀬戸内海に3本もの長大橋を建設して3兆8000億円もの借金を抱え、
民営化に際して1兆5000億円近い税金が投入された旧本州四国連絡橋公団。


税金を国民のために適切に使うのは難しい。

そのためには賢い政治家を選べる賢い国民に我々がなるようにしないとだめだ。

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温暖化を加速させるガスとして、我々のイメージでは、
工場の煙突や自動車のマフラーからの排出される石炭や石油の化石燃料の排ガスに含まれる二酸化炭素ガスがまず思い浮かぶが、
炭酸ガスの21倍もの温暖化に悪影響をもたらすメタンガスについては、
その削減とかが大きく叫ばれていない。

地球温暖化をもたらすガスとして、
その影響度の63%が二酸化炭素で、18%がメタンガス、ハロカーボン類が13%といわれている。
 
温暖化を起こす要因のガスの内、約2割がメタンガスである。


メタンガスは地球に蓄積されたものとしては、
永久凍土や海底深くにメタン・ハイドレードといって、
膨大なメタンガスが氷のような状態で、閉じ込められており、世界中で発見されている。
その量は原油の2倍もと推定する人もいる。

だが、最近、北極圏の永久凍土が考えられないペースで溶け始めている。 
この溶けた永久凍土の中には、数万年前のメタンガスが閉じ込められていたのだが、

永久凍土が溶けることにより膨大なメタンガスが大気に放出され、更なる温暖化を招き、温暖化を加速する。

すでに加速でなく、温暖化が暴走し始めたと表現する人も多い。

ハイドレードとして蓄積されたメタンガスは化石燃料の代替と期待される面があるが、

一方で、メタン・ハイドレードは過去に起きた壊滅的な気候大変動の元凶であって、もしかしたら同じことが繰り返されるのではないかと危惧する研究者もいる。

最後に起きた急激な気候変動は、約5500万年前、始新世の温暖化だ。

極地から氷が消え、南極大陸に木が生えた。

徐々に進行していた温暖化の影響で、約5500万年前に海水温が転換点に達し、凍結していたメタン・ハイドレードが融解した。
閉じ込められていたガスは、海面にぶくぶくわき上がり、気温の急上昇を引き起こした。

また、約2億5000万年前の大量絶滅であるP-T境界(古生代と中生代の境目)に関しても、非常に大規模な火山活動→海底のメタン・ハイドレードの大量放出が原因という説がある。

過去に想像を絶する大規模な気候変動を起こしたかもしれない、メタン・ハイドレードが今北極圏では既に大気に放出され始めたのだ。
本当にもう待ったなしだ。

英国「インディペンデント」紙が想定した地球の温暖化シナリオの最終章を紹介すると

「地球平均温度が6.4度上昇した場合、海洋の温暖化は、海洋堆積物の下部に閉じ込められているメタン・ハイドレードの放出を招くことになる。
メタンの火の玉が空を引き裂き、更なる温暖化を引き起こすのだ。
海は酸素を失って停滞し、猛毒の硫化水素ガスを放出してオゾン層を破壊する。
砂漠はほとんどすべてが北極圏にまで到達する。
想像もつかないほどの凶暴なハリケーンが地球を周回し、射流洪水は土壌を剥ぎ取る。

人類は、極地に逃れることの出来た僅かな数に減る。
地球はこれまで何億年も経験したことのない高温と化し、 ほとんどの生命は吹き消されてしまう。」

恐ろしい地球の終焉だ。

今までは、遠い昔より地球に蓄積されたメッタンガスの話であったが、現在発生しているメタンガスに目を向けると、

牛や羊、山羊などが温暖化の促進に関与しているって、知っていましたか?

牛たちは反芻動物といって、体内に4つの胃を持ち、この中の第一の胃で、人間がうまく利用できない繊維質や質の低いタンパク質を含む草を反芻させながら発酵させ、肉や乳に変換しているのです。

いうなれば体内に大きな発酵タンクを持っているのです。

発酵ですからガスが発生します、牛はそれをゲップとして出します。ゲップの1/3はメタンです。

1頭の牛が出す1日のゲップは、家庭の風呂の約5倍、1000~1500リターで、其の内、メタンガスは400リターもあります。

1頭の牛のげっぷは、1年間で、乗用車が1万キロ走ったのと同等の温室効果をもたらします。

現在地球上には水牛を含めて15億頭の牛が、羊、山羊など反芻動物全体では30億頭いるといわれている。(全世界の車は10億台といわれ、牛のほうが圧倒的に多い・・)

全世界の反芻動物のゲップはメタンの世界年間排出量の16%を占め、世界の温室効果ガスの約5%にも該当する。

これに対して政府、関連業界もなんら手を打ってないのが現状だ。逆に酪農業者の保護ならびに飼育頭数の増加を助成している。

中国の食生活は西洋化を受けて、最近の10年間で牛肉の一人当たりの消費量が1.5倍にもなり、更なる食の西洋化が進めば家畜より発生するメタンガスは増大する。

先進国で牛肉を食べる量を20%減らすだけで、全世界の二酸化炭素の排出量を9%も減らす効果をもたらすという。

反芻動物の胃の中でメタンが発生しにくい酵素なども研究されていくとも聞くが、もう時間がない。

我々の食生活を含め例外なく打てる手は実行すべき時なのだろう・・手遅れでなければよいが・・

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先日、表題のような記事を見つけた。 
それによると
地球温暖化で北極域の海氷面積が減少し、
船舶が北極海を航行できる可能性が出てきた。 

温暖化は深刻な環境問題だが、
一方、海氷面積減少により北極海航路が実現すれば、日本から欧米への航路が半分から7割程度に短縮できるという。
 東京から太平洋-パナマ運河経由でニューヨークに向かう航路は約1万8500キロだが、ベーリング海峡から北極海を通ると約1万3000キロ。
3割短縮。
東京-インド洋-南アフリカ・喜望峰経由の欧州航路約2万7800キロは、北極海経由だとこれも約1万3000キロになるという。
5割短縮。

いいことだと喜んではいられない。

 世界気象機関(WMO)によると、北極海の海氷面積は、昨年9月時点で428万平方キロと観測史上最小を記録。
1979~2000年平均より39%小さく、年平均で東京都の面積の約30倍に当たる約7万2000平方キロずつ縮小している。

やはりどんどん温暖化は進んでいる。

極地の氷の溶解は海面を上昇させるとともに、さらに恐ろしいことは、氷は鏡面のように太陽光線を宇宙に反射さすが、これが陸地や海面となってしまうと太陽熱を吸収する方に周り、ますます温暖化を加速させることになり、そして、さらに氷が溶け出す。
負の循環の始まりだ。

私たちの周りですでに色々気候変化が目立ってきている。
最近、全国各地で「ゲリラ豪雨」が猛威を振るって、大きな災害も発生している。

東京での下水管工事事故、神戸での河川増水による事故など都市部で発生しており、その原因は?
短時間に局所的な豪雨をもたらす「ゲリラ豪雨」は積乱雲(入道雲)が原因。
地表付近の空気が暖かくかつ湿った状態で、上層に冷たく乾いた空気が流れ込むと大気の状態が不安定になる。この不安定を解消しようと上下の空気が混じり合う結果、積乱雲が発生しやすくなり、局地的な激しい雨を降らせるのです。

「ゲリラ豪雨」は、ここ数十年で倍増!

ところで、「ゲリラ豪雨」はどの程度増えているのか?
 気象庁によれば、1時間に80ミリ以上の「猛烈な雨」が1年間に発生する回数は、
■1976~87年…… 全国平均で1,000地点あたり10.3回
■1998~2007年…… 18.5回とほぼ倍増!

つまり、「ゲリラ豪雨」はここ数十年、着実に増えている、その原因はやはり、地球温暖化にあると見られている。

気象庁・気象研究所によると、「気温が上がると大気中に含まれる水蒸気が増えるため、積乱雲が発達しやすくなり、強い雨の回数が多くなる」。

一方、「ゲリラ豪雨」はなぜ大都市を狙い撃ちにするか? その原因として指摘されているのが、温暖化の副作用=ヒートアイランド現象だ。
ヒートアイランド現象は、ある地域の気温が周辺地域と比べ高くなる現象で、たしかに、オフィスビルや自動車交通が集中する一方で緑が少ない大都市は、ほとんど灼熱地獄と化しており、気温上昇で大気中に含まれる水蒸気が増え、「ゲリラ豪雨」の攻撃を受けやすくなるのだ。

一刻も許されない温暖化対策であるが、
その対策としての、CO2削減ノルマ達成は、自主的な省エネに取り組んできた工場などの産業部門では、削減が見込めるのに対し、
増加しているのが業務・家庭部門。
家電製品の増加や大規模化などにより、オフィス・家庭のエネルギー消費が増大し、
排出量はそれぞれ30%、15%ぐらい増える見込み。

それではどうするか

「カーボンオフセット」という言葉知っていますか

「オフセット」は埋め合わせることを意味する言葉で、自分が排出したCO2を相殺する(差し引きゼロにする)ために、CO2吸収効果のある植林や環境にやさしい自然エネルギーを利用する仕組みで、排出者はそのための資金を提供する。

最初にこの取り組みを始めたのはイギリス。2005年、航空会社のブリティッシュ・エアウェイズで導入された。
搭乗する利用客は、航空機の運航で排出されるCO2を相殺するため、航空会社が用意したオフセット事業(植林・バイオ燃料の開発事業など)に排出相応分の金額を寄付することで、CO2削減対策費の一部を負担する。

日本でも、5円玉1個から誰でも参加できる身近な「カーボンオフセット」が始まろうとしている。

日本郵政公社は8月、来年用の年賀はがきとして「カーボンオフセット年賀」を発売することを発表!
 
価格は1枚55円で、このうち寄付金の5円分が、「削減ノルマ」達成に向け、排出権取引に活用される。

発行枚数=1億枚分が全て売れた場合、直近の取引相場だとCO2約15.6万トン分の排出権が取得でき、これは、「京都議定書」により、2008~2012年の年間平均排出量を、1990年(12.6億トン)から6%減らす義務の6%の「ノルマ」のうちの0.2%に相当する。

「ノルマ」全体から見たら微々たる割合でも、地道な努力が欠かせない、頑張りましょう!!

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