地球の自転について

質問

地球の周りを浮遊している隕石は地球に落ちて大概燃え尽きますが、地球の重さは増していきますよね。技術の進歩により人間が地球外活動をすれば地球の重さは軽くなりますよね。非常に微々たる物かもしれませんが地球の自転や太陽との距離に影響は無いのでしょうか？そもそも自転している理由（エネルギー）が理解できていませんが。専門の方教えてください。

回答No.3

g-space · ベストアンサー

隕石は浮遊していません。太陽の回りを軌道運動しています。

　それはさておき、地球の質量は、6×10^24kgです。典型的な小惑星の質量は1×10^15kg程度で、サイズは差し渡し10km程度（エベレスト山の高さ程度）です。質量の桁の違いは9桁です。

　ところで、地球形成からおおよそ5×10^9年経っています。毎年エベレスト山サイズの（差し渡しだけがエベレストサイズで、質量はエベレスト山より大きい）小惑星が1つぶつかると、形成以来、地球の質量が2倍になると計算できます。こんなことは現実には起こらず、このレベルの衝突はせいぜい100万年に1回ですから、質量の変化は2×10^(-6)倍ということになります。

　別の計算をすると、エベレスト山１つ無くなろうが増えようが、地球質量の変化は微々たるものだということがすぐにわかります。人間に喩えれば、体重100kgの人に1×10^(-7)kg=1×10^(-4)g=0.1mgの体重変化が起こることに相当すると。ちなみに、100万年に1回、小惑星の衝突が起こるとすると、地球形成以来の衝突回数は5000回程度です。人間に喩えれば、500mg=0.5gの体重変化ですね。

　どう計算してもこの程度で、地球の自転や太陽との距離にはまったく影響ありません。月や他の惑星との相互作用がきわめて大きく効きます。

　自転の理由は、No.1の方の回答での引用先の説明は間違っています。太陽系形成時に惑星形成の場となったガス円盤が差動回転（ここでは、外側に行くにつれて回転速度が遅くなる回転）をしており、その中で形成された微惑星が衝突合体する際に、回転の勢い（角運動量）の差が持ち込まれるために自転が生じます。渦では説明できませんので、誤解のないようにしてください。

回答No.5

g-space

No.3の者です。補足を。

　隕石とは地上に落下した地球外物質（岩石）のことで、宇宙空間にあるときは隕石とは言いません。このため、No.3では小惑星という表現を使用しました。

　さて、地球に付け加わるものには、隕石よりも小さく細かい流星物質があります。エベレスト山クラスの小惑星が落下するようなケースを除けば、隕石と流星物質の年間の付加量は1×10^8kg程度です。これは10億年で1×10^17kg加わるペースで、小惑星一つ分にも当たりません。したがって、他の要素と比較して、完全に無視して良い量です。

　なお、エネルギー云々という話がありますが、物質に備わる静止エネルギーを除外すると、質量に関係するエネルギーはありません。今回のご質問では、静止エネルギーを含めて、質量増加あるいは減少にエネルギーが関わることはありません。

回答No.4

debukuro

隕石の捕獲によって質量は付加されます
地球の上層大気（主として水素)は太陽風で吹き飛ばされ地球から失われます
これらは相殺されると思います
太陽から受け取ったエネルギーで地球の質量は増加しますが宇宙に輻射しているエネルギーと相殺されます
宇宙への輻射量が減少すると地球の質量は増加するでしょう

地球の質量が増加すると太陽に落下します
落下するときに加速され公転速度が増加して軌道の長径が増加するので軌道の楕円率が大きくなると思います
その結果長径と短径の差が大きくなると思います

地球の自転エネルギーは太陽系の元になった物体が最初から持っていたエネルギーです
これはそういう物体が互いの重力で引き合って凝集するときに得た落下速度です

回答No.2

sharl

え…燃え尽きても増加するんじゃないですかね？外部から質量が加算されている以上は。
一旦閉鎖系の内側に入ってしまえば、あとは質量保存の法則が概ね効く訳ですし。
（化学変化の前後で質量は変化しない＝燃えても質量は変わらない）
まあ、それを言い出すと太陽光を受けているだけで質量は増えていきそうですが…

質量が変化すれば、自転や公転には影響が出ると思います。出ないはずがないです。
極端な話、質量が２倍や半分になっても変化しないとは思えないでしょう？
地球の質量に対してあまりに僅かなので影響も僅かなのでしょう。

補足

回答ありがとうございます。私も質量保存の法則により重量は増加していると思います。やはりいずれ地球は自転をしなくなり、太陽に当たる面は気温がどんどん上昇し、反対に当たらない面は氷河一面になる事でしょう。ただそうなる前に太陽に飲み込まれるのが先か、私には分かりませんが。

回答No.1

Chaos9HEAd

隕石が落ちてきても地上に落ちるまでに燃え尽きたら、質量は増加しません。
燃え尽きずに落ちてきたら、その落ちたときの衝撃などが、地球の自転などに影響を及ぼします。
ですが、人間が地球外活動をする場合は、その質量は、地球の質量に比べて非常に小さいので、自転に影響を及ぼす事はまず無いでしょう。

地球が自転している理由は、簡単に言えば、
地球が出来た時（塵が万有引力によって互いに引き寄せあい合体していく時）に回転エネルギーを持っていて（大きさや質量が異なる塵があらゆる方向からぶつかる為）、
それを阻害する力（例えば潮汐による摩擦力）が自転のエネルギーに比べて非常に小さいから今も回り続けているという事です。

同様の質問で詳しく解説されている質問がありましたので、
参照してみてください。
http://okwave.jp/qa2894479.html

補足

回答ありがとうございます。参考になります。ありがとうございました。