もし巨大「彗星」衝突した時の予想

質問

映画や小説などのストーリーで語られる、巨大隕石衝突による人類・地球滅亡の危機。テーマとしては食傷気味ですが、実際に起こり得るだけになかなか興味深いです。

さて、もし巨大隕石でなく、巨大彗星が、何の痛痒も感じずダイレクトにインパクトしてきたとしたら、その後の地球はどんな世界になってしまうのでしょうか？　
映画『アルマゲドン』ではどのような大きさだったかよく覚えていませんが、隕石でいうと確実に全人類が滅亡すると言われているチチュブクラス（直径１０KM）のサイズだと仮定します。こんな巨大な代物が太陽系にあればの話ですが……もしなかったら、外から持ってきちゃいましょうね。

●隕石との違いは何なのか？
　◎氷の塊である彗星は、燃えて落っこちてくる過程で衝撃に影響が出るほど小さくなる？
　◎氷なので、衝突時には石（鉄）の隕石よりも広範囲に砕け散る？
　◎恐竜の絶滅説が隕石のものであった場合、彗星の場合も長い氷河期が訪れる？　また、彗星の氷が氷河期を過ぎた後も残り、北極、南極に次ぐ第三の氷大陸ができる？

いかがでしょう？　煩雑さを避けるために、地球上の全生命体は滅亡しているということにしましょう。安定期に入るまでの地球への影響を予想していただきたいと思います。
では、よろしくお願いします。

回答No.1

starflora · ベストアンサー

彗星の特質は、水などが成分だという以外に、コアに、そんな巨大な質量の小天体がないというのもあったはずです。彗星は、ごく小さな粒子の集合体で、歴史的に確か彗星の尾が地球に触れた事件がありましたが、何も大したことは起こっていません。

　　問題は彗星の核に、大きな質量の天体がある場合です。コアに直径１ｋｍもの天体があれば、比重が違うとは言え、実質的には、それより少し小さい隕石・小惑星が衝突したのと同じ結果になります。問題は、衝突天体の質量です。天体の構成がもろくて落下乃至衝突途上、幾つにも分割しても、それほど効果に違いはありません。

　　＞◎氷の塊である彗星は、燃えて落っこちてくる過程で衝撃に影響が
　　出るほど小さくなる？

　　落下途上燃えるというか溶けるのは、表面のごくごく一部です。大部分の質量はそのまま地球と衝突します。

　　＞◎氷なので、衝突時には石（鉄）の隕石よりも広範囲に砕け散る？

　　衝突前に分裂すると、幾分か影響が小さくなるかも知れませんが、衝突後、分裂しても関係ありません。

　　氷の塊でも石の塊でも、岩の塊でも、或る質量以上のものが衝突すると、衝突の瞬間大地震が起こり、大津波が起こり、衝突した地点の物質を爆発同様ばらまき、大気中にもの凄い衝撃波をおこし、シベリアの小型彗星（多分、氷型の隕石の落下と考えられます）の衝突同様、もの凄い範囲で、樹木その他を倒します。また、衝突衝撃でばらまいた物質は、大気の上層で、塵の厚い層となり、太陽光を遮り、地球大気温度が低下し、場合によっては氷河期が訪れます。

　　氷だからというのは関係ありません。問題は、衝突する天体の「質量」です。

　　（なお、彗星の氷が残るような、そんな大規模な水の量の場合、途轍もない質量になります。直径１０ｋｍの彗星の質量は、比重を１とすると、直径　10^4 m ですから、(4/3)πｒ^3 の式だと、大体 4*10^12 m^3 で、１m^3は１トンですから、これぐらいの質量ですが、体積だと、１０km四方で分けると、10^8 m^2 ですから、高さ４万メートル、すごい高さですが、溶けると、１０km四方どころでないので、１００km四方にしても、高さ４００メートルで、地球の海洋全体に広がると、わずかに海面上昇が起こる程度です。数cmも上昇しないでしょう。表面４πｒ^2なので、ｒを６０００ｋｍとしても、ｒ=6*10^6 m で、面積＝４＊10^14平方メートルぐらいで、この三分の二ぐらいが海洋ですから、3*10^14 m^2 で、これで先の体積を割ると、１cmになります。彗星の氷は残りません。溶けてしまいます。また南極などに落ちて残っても、大陸などというものではありません。非常に大きな氷山ぐらいです。……なお、直径１００ｋｍとかだと、氷河期どころの話ではありません。地殻を吹き飛ばし、マントルを露呈させ、地球全体が変形します。生物は全部滅亡します）。

お礼

なるほど、考えてみればたかが１０KMの彗星で「大陸」なるものは考えられませんでしたね。ならば、同じ大きさの隕石が落ちてきた時とほぼ同じか、それより少し小さいくらいの結果となるんですね。これは意外でした。
隕石の衝突跡はクレーターとなりますが、彗星が氷の塊すると、跡にはスッキリなにも無くなるのでしょうか。これだけ環境によって左右される変災は、大まかなことしか予測できませんが、なるべく多くのご意見をお聞かせ願いたいと思います。

starfloraさん、早速お答えいただき、どうもありがとうございました。

回答No.5

hatukaneko

hatukanekoです。

たびたびすみません。

＞彗星、隕石、小惑星なんかは明確な区別は出来ないんです。
ちょっと言葉が足りませんでした。

「これらは地球に突っ込んで、落ちてきたら、明確な区別は出来ない」です。
どれも隕石です。

shinsさん、starfloraさんすみません。
starfloraさんが説明されている通りです。

また、彗星が惑星や小惑星と全く別ものとは言えません。
なぜなら彗星は太陽系形成期に半径数キロ程度の小天体(微惑星)の生き残りであり、
この微惑星が衝突しあって大きな塊になったものが惑星、
そのときの破片が小惑星と考えられているからです。

彗星の核が主に氷というのは正しいです。

ちなみに流星は彗星起源と考えています。

回答No.4

starflora

どうでもよいことなのですが、一応追加のコメントを書きます。

　　＞彗星、隕石、小惑星なんかは明確な区別は出来ないんです。

　　「隕石」は、宇宙空間に自然にある小天体や塵などが、地球の引力に引かれて落下して来た場合、途中、大気摩擦で燃え尽きなかった場合、残る実体を、普通隕石と呼びます。隕石は、成分により隕鉄ということがあります。また、成分的に、氷が主体である隕石もあり、この場合、地表まで燃え尽きずに落下した場合、落下の衝突後は残りますが、本体は水に溶けて大部分消えます。

　　なお、隕石が落下途上、大気との摩擦で高熱になり光るのが、「流星」です。燃え尽きてしまえば、隕石の実体は地上に届きません。また、宇宙空間にある流星や隕石の元の実体は、隕石とは普通呼びません。宇宙塵とか、宇宙空間の微小天体とでもいいます。

　　小惑星は、「惑星の小さいもの」という意味ではなく、（広義には、そういう使い方もするでしょう）、火星と木星の中間辺りに軌道を持つ小型の惑星で、火星と木星の中間あたりにあった惑星が破壊されて、その断片が残ったという説と、惑星形成はなされず、惑星形成に失敗した残骸が小惑星となったという説があったはずです。人間が打ち上げている人工天体のなかには、「人工惑星」と呼ぶべきものがありますが、これを、「人工小惑星」とは呼びません（呼ぶこともあります）。

　　彗星は、惑星軌道を取るので、広い意味の太陽系の惑星でしょうが、他の惑星や小惑星と較べ、相当な差があり、例えば、その軌道が非常に長く延びた長楕円軌道であることや、彗星の実体は、コアに単一か複数か多数か、とまれ或る質量天体があり、その周りを微小な塵が非常に多数囲んでいるという構造をしていることです。コアはあまり大きくなく、塵の無数の集積だとも云えます。

　　火星とか小惑星とかが、幾らか太陽に近寄っても、彗星の「尾」と呼ばれている、華麗に発光する現象は起こらないでしょう。仮に、火星などが、相当に太陽に近づいたとしても、ああいう「尾」はできません。彗星の「尾」は、彗星を構成している微小な塵のうちイオン化したものが、夥しく太陽風によって、運動させられ、彗星本体から離脱するため起こる現象で、彗星のコアが、わずかな太陽風の圧力でも、その被っている塵の集合を重力的に維持できないことを示していると同時に、現在の惑星や小惑星と構造が違うことを示しているのです。彗星の尾は、太陽風の反対向きに延びます。

　　彗星は実体は、細かい塵の集合体で、惑星や小惑星とは別のものです。また、その構成成分に、かなりな大きさの天体があるとしても、それが、地球引力に引き寄せられて、地上に落下した時、初めて隕石となるので、彗星のなかに、隕石が含まれるとは普通言わないはずです。

　　彗星が太陽系のメンバーなのかどうか、疑問な部分もあるのです。彗星には、二つの型があり、かなり太陽系を離れた恒星間空間からやってくると考えられる長周期型のものと、太陽系の大型惑星に重力的に補足されたと思える、短周期型で、後者が、黄道面に軌道を持つに対し、前者は、特定の方向の軌道を持つ訳ではないようです。これは、恒星間空間の塵の集合が、太陽系に引かれて入ってきて、その一部が重力的に補足されて、太陽系のメンバーとなるのであり、元々は、恒星間の天体だと考えられます。

　　また彗星のコアは、直径１キロメートルかその前後の大きさであることが多く、水つまり、氷がその成分の主体で、他にも色々混じっていますが、この点でも小惑星などとは別の天体です。２０世紀の初頭にシベリアに落下したと考えられる天体は、衝突の衝撃や、衝突して地上を抉った後があるにも拘わらず、実体が見つからないので、彗星のコア的部分が落下して来たもので、氷であったので、落下後、実体は溶けて、分からなくなったのだと考えられています。

　　以上は１９８０年頃の天文学での通説のはずですが、それから２０年、彗星と小惑星は同じものだとかいう証拠が出たのでしょうか。また、彗星のコアは主として氷であるという当時の観測や研究の結果は覆ったのでしょうか。無論、純粋な氷でないのは自明ですが、主として、水が彗星のコアを構成していたはずです。

回答No.3

hatukaneko

こんばんわ。
またも出てきてしまいました。

彗星、隕石、小惑星なんかは明確な区別は出来ないんです。

でもって小惑星は割りと地球に接近してたりしますよ。
その記事のアドレスを貼り付けます。(1)

「巨大衝突説」の計算実験が行われていてその結果に関する記事を見つけましたので貼り付けます。
(2)　(最近の研究結果とピンクの文字で示してあります。)

ま、なにはともあれ彗星が地球に衝突しないことを祈ります。(笑)

参考URL：

http://www.astroarts.co.jp/news/2001/12/13nao504b/index-j.shtml,http://www.city.yokohama.jp/yhspot/ysc/index10.ht

回答No.2

hatukaneko

おはようございます。
流星を研究している学生です。

＞隕石との違いは何なのか？
ずばり！ありません。
彗星、流星、隕石の違い(区別)ははっきり言って、適当です。
ま、大きさによってだいたい区別してるみたいですが。

強いて言えば彗星は太陽系をまわっていて、隕石や流星は地球の引力に捕まえられたぐらいです。

彗星は必ずしも氷の塊ではないです。

お礼

これは寝耳に水！　国語辞典で確認してみると、正におっしゃる通り、どこにも氷などと言う定義はされていませんでした。楕円軌道を描いえ尾を引きゃ彗星、となっておりました。氷の移動天体が、特に粒子なんたらで尾を引きやすいという意味合いで、広く彗星＝氷と認識されたんでしょうね。うーむ勘違い。

太陽系を回るのが彗星ということですがでは地球の引力に引かれた「彗星」は隕石や流星となり、つまり彗星の地表落下ということはありえない？　ここは一つ語感的に「コメット・インパクト！」とカッコよくいきたいところなんですが、なんとか彗星のままでいて欲しい……メテオ・ストライクに対抗して。まあ、氷の意味の彗星が落下ということでできますけども。

hatukanekoさん、ご回答どうもありがとうございました。