地球が火星の軌道近くに発生したとしたら大気はどうなるのか。

質問

もし、地球が火星の近くに存在したらどうなるのでしょう。大気は火星の大気とほぼ同じになってしまうのでしょうか。太陽からの紫外線が、どのように放射平衡温度に結びついていくのか。圧力はどうなるのか。彗星などの隕石によって、水はそのまま蒸発や凍ることや昇華することなく、液体のまま存在できるのか。酸素は、存在できるのか。いろいろ考えてみましたが、糸口が見つかりません。よろしければ、質問に答えていただきたい。その際に参考文献などございましたら、教えてください。よろしくお願いします。

回答No.2

aster · ベストアンサー

こんな難しい問題に答えることのできる人はいないと思えます。

地球を、火星の軌道まで動かしてみて、どうなるか試さないと分からないとも云えます．無論、その前にシミュレーションを行うことが可能でしょう。

地球が火星の軌道辺りに移動して変化するのは、まず二つのことです。一つは、太陽からの距離が、１．５２天文単位ほどになるので、太陽定数が、２．３分の１ぐらいに減るということと、もう一つ、好転周期が長くなり、１年が６８６日ぐらい、３０日を一ヶ月とすると、２０ヶ月ぐらいが１年になるということです。

これが、どういう効果になるのか、よく分かりません。地球の自転周期や月の公転周期はとりあえず変化しません。日食が起こりやすくなるということがありますが、これは、そんなに大きな影響があるとは思えません。

太陽からの輻射エネルギーが、２．３分の１になるということは、光合成が減るとかいう以前に、地球大気上空に、火山の噴火による微粒子のヴェイルがかかり、地表への到達熱量を減少させたと同じ効果ぬなるはずです。

まず、「寒冷化」が最初に起こってくるはずです。大気や、大陸、海洋などの惑星学的な熱平衡や循環平衡はどうなるのか、シミュレートできるはずですが、まったく分かりません。

地球の自転軸の軸傾斜はそのままですから、季節が異常に長くなります。これがどういう効果になるのか分かりませんが、夏と冬のあいだの温度差が大きくなるということは出てきます。どちらの季節も、長期間継続するので、冬は、より長く続き、寒冷は蓄積され、夏は暑さで同じことが起こります。

大気は、地球が引力で維持しているものなので、地球の質量が同じなら、とりあえず、失われることはないと思えます。

全体的な寒冷化と同時に、大気の循環運動がより緩やかになると思われます。熱エネルギーの局所性を均衡させるため、地球大気の循環運動は起こっているわけで、元になる熱エネルギーの総体が、２分１以下になると、例えば、熱帯低気圧の持つエネルギーが、小さなものになるはずです。

しかし、大気循環は、極地域と赤道地域のあいだのエネルギー差の均衡のために起動されているとすると、同じぐらいの強度かも知れません。

地球の場合、熱循環もあるからかも知れませんが、太陽からの輻射エネルギー総量が数％とか減少するだけで、目に見えて、寒冷化効果が出てきますから、半分以下になると、間違いなく、氷河時代に入ります。３６５日のバイオリズムを強く維持しようとするような生物は滅びるか変質するでしょう。

過去１００万年ほどの氷河期よりも、もっと極端な氷河期が訪れ、ユーラシア大陸の北半分は氷河に覆われ、アメリカ大陸は、赤道近辺が温帯になって、現在の合衆国の大部分は氷河に覆われ、南アメリカも、南部分半分ほどに氷河生じる可能性があります。

１００万年ほどの氷河期のあいだ、植物の分布域は相当に変化し、縮小されていましたが、それで地球の大気成分に目立った影響・変化があったとは云えません。大気組成を明確に変化させようとすると、億年のオーダーの持続的な変動が必要なのでしょう。

従って、大気組成は、それほど変化せず、氷河期が非常に大きな規模で発生し、地球はほぼ氷の惑星になるでしょう。気候が安定するまでのあいだ、気象に大きな異常が起こる可能性もあります。

約６０００万年前ほどの新生代と中生代を画期する時代変化は、気候変化と、全体的な寒冷化の影響だと思え、海中生物も多数が滅びています。その意味では、この寒冷化で、かなり多数の種が滅び、しかも、生来的に、太陽輻射が元に戻ることは見こめないので、生物相の多様性の回復は難しいでしょう。

大気の循環現象は、現在よりも、緩やかな規模で、長期間に渡るゆっくりした変化になるだろうという推測ぐらいしかできません。大気組成や大気密度は、そう簡単には変化しないというのは云えそうです。

回答No.1

noname#108554

えーと、前提として、距離が変わるだけですよね？
そんなに環境は変わらないような気が・・・

以下は、頭の中の定性的なシュミレーション
太陽-火星間の距離は、だいたい太陽-地球間の1.5倍
↓
太陽から入射してくる光の量はだいたい半分になる。
↓
光合成量は減る。
↓
酸素は減るが、二酸化炭素は逆に増える。
↓
温室効果により、温度変化が緩和される。

でも、光合成が減ったらオゾンも減るか・・・
オゾンは酸素が原料のため。
なので、たぶん海の中は大して変化は起きないような気がします。
また、もともと海は大気よりずっと比熱が大きいから
温度変化には強いです。
いや、もちろん、氷河は発達すると思うので
かなりの程度、陸地は広がり、海は小さくなるでしょう。

もっと詳しい方の回答を希望します。