以前、地球に降り注ぐ宇宙の小さな塵の量は年間5000トン以上になるという研究を紹介しました。

他にも地球には隕石などが合計すると年間4万トン以上降り注いでいるといいます。

では、地球は年々重くなっているのでしょうか?

いいえ、実は地球は毎年どんどん軽くなっています。

地球から毎年失われる質量は、おおよそ5万トン以上と考えられています。

なぜ、地球の質量は毎年そんなに失われてしまうのでしょうか?

目次
増減する地球の質量
地球質量が減少する要因

増減する地球の質量

地球は毎年5万トンも軽くなっていた。その原因って?
(画像=地球は軽くなっているというが、それはなぜなのか? / Credit:canva、『ナゾロジー』より引用)

科学の問題について放送するイギリスBBCのラジオ番組で、以前「地球の質量はどう変化しているのか?」という疑問が特集されました。

この疑問に対して、ケンブリッジ大学の科学者グループが回答しています。彼らの答えは、地球は年々軽くなっているというものです。

なぜ、地球は軽くなっていくのでしょう?

クリス・スミス博士は、この理由を説明するために、地球の質量を増減させる要因について、チラシの裏などを使ってざっくりと推定値を計算してくれました。

地球質量が増加する要因

地球は毎年5万トンも軽くなっていた。その原因って?
(画像=地球に降り注ぐ隕石などの合計は年間4万トン以上。 / Credit:Chris Small,ESA、『ナゾロジー』より引用)

スミス博士によると、地球の質量を増加させる最大の要因は、宇宙から降ってくる物質です。これは隕石や塵などで、約4万トンと推定されています。

宇宙には小惑星の破片や塵が漂っていて、それを地球の重力は掃除機のように吸い込んでいます。

また、さほど重要な要因ではありませんが、地球温暖化も地球質量の増加に貢献しているといいます。

地球は気温上昇によってエネルギーを獲得しています。この追加されたエネルギー量は、毎年地球に160トン程度の質量増加をもたらしていると推定されています。

ただ、160トンはほんとうに誤差のような質量です。

ともかく、合計すると地球は毎年、だいたい4万1千トン程度、質量を増加させていることになります。

地球質量が減少する要因

地球は毎年5万トンも軽くなっていた。その原因って?
(画像=ロケットの打ち上げは地球質量減少には貢献しないようだ。 / Credit: NASA/Bill Ingalls、『ナゾロジー』より引用)

では、逆に地球を軽くする要因はなんでしょうか?

人類は多くのロケットを打ち上げて、宇宙へ物質を飛ばしています。

これは地球質量の減少要因になるでしょうか?

この答えはNoです。人類によって打ち上げらたロケットなどの物資のほとんどは、結局地球へ落下してきます。そのため、地球質量の増減にはあまり影響していません。

他には、地球のコアは時間の経過とともにエネルギーを失っているという問題があります。

さきほど温暖化によるエネルギーの増加が質量を増やしているといいましたが、ではコアのエネルギー損失は質量の損失にならないでしょうか?

これは実際わずかな量ですが地球の質量を減少させていると考えられます。しかし、その減少量は年間16トン以下と見積もられています。

これも大きな減少の要因にはなりそうにありません。

では、地球の質量を減少させる最大の要因はなんでしょうか?

それは水素の喪失です。

地球は毎年5万トンも軽くなっていた。その原因って?
(画像=人工衛星の軌道も含む地球外気圏では、大気が宇宙へ大量に流出している。 / Credit:ESA/ATG medialab、『ナゾロジー』より引用)

水素の多くは水として地球に存在し、水蒸気となって大気中にも存在しています。

これは上層へ向かうと、紫外線によって破壊され、酸素分子や酸素原子、水素分子や水素原子とばらばらになっていきます。

水素やヘリウムは非常に軽い元素のため、地球のもっとも高いところまであがっていきます。

地球の外気圏と呼ばれる上空500キロメートル以上の領域は、ほとんど水素とヘリウムで構成されています。

そして、水素やヘリウムなどの軽い元素は、地球の重力ではつなぎとめておくことができずに、そのまま宇宙へ逃げ出してしまうのです。

物理学者の推定によると、地球は毎秒約3キログラムの水素を失っていることが示されています。

これは年間に換算すると、約9万5千トンです。

またヘリウムは、年間約1600トン失われています。