DS930810のブログ

主に科学系の雑学や解説を書いていきますがたまに科学以外の雑学も書いていきたいと思います。

血液型とは? 世界的に見ると何型が多い?

今回は血液型について話したいと思います。

血液型と言いますと性格がああだこうだという話がありますがあれは言うまでもなく全くのデタラメなので信じないようにしましょう。

それはさて置き血液型とはいったい何なのかについて話していきたいと思います。

 

1. 血液型とは

血液型は人間の場合4種類あり、それぞれA,B,O,ABであります。

この分類の仕方は抗原と言う物により分類され、抗原はA,Bの2通り存在します。

言うまでもありませんがA抗原だけを持つものがA型、B抗原だけを持つものがB型、両方あるものがAB型、両方ないものがO型となります。

そして、血漿にはその血液型が持っていない抗原に対しての抗体が存在しており、A抗原を持たないものにはA型に対する抗体B抗原を持たないものにはB型に対する抗体を持っているため、A抗原を持たない血液(B,O)にA抗原を持つ血液を入れると抗体によって血液が溶けて死に至り、これはB抗原に対しても同じです。

つまり、輸血を行う際に重視される血液はO型であり、O型の血液には抗原が一切存在しないためどの血液に輸血しても抗体が反応することがありません。

そして、A型の場合はA抗原を持つA型、及びAB型に対しては輸血ができ、

B型の場合はB抗原を持つB型、及びAB型に輸血することができるのです。

しかし、AB型はA,B抗原どちらも持つためにAB型にしか輸血をすることができません。

 

逆に輸血をされる側の立場に立つとAB型は上に有利であり、どの血液型からも輸血をすることができます。

裏を返すとO型はO型以外の血液型からは輸血することができないのでこの点に関しては非常に不利と言えますが...

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相関図はこのようになっていますが言うまでもなく、同じ血液型からは輸血することは可能であり、緊急事態でもない限りたとえAB型でも同じAB型から輸血したほうがいいと思います。

 

では、次に世界の血液型はどのようになっているかを紹介したいと思います。

 

 

 

2. 世界の血液型分布

日本の血液型はA型が多いことで有名ではあるがその割合はどのようになっているのでしょうか?

答えはA型が38%、B型が22%、O型が31%、そしてAB型が9%となっております。

日本人はA型が多いことで有名ですが実際に4割近くもおり、B型も2割以上もいます。

このことより、日本で生活していた時に緊急事態で血液が足りなくなった時、ややA型が有利になり、B型が不利になることが分かります。

しかし、世界の分布は日本の分布とは異なり、全体的に見てもO型が多く、逆にどの国でもAB型が珍しい傾向にあり、中にはAB型がいない国も存在するほどなのです。

 

では、世界中の血液型について書いていきたいと思います。

ヨーロッパ圏ではA,O型の割合が多い傾向にあり、平均するとA型が45%、O型が40%と全体の85%ほどを占めており、逆にB型の割合は11パーセント程度と日本の半分程度しかおらず、AB型に至っては4%ほどしかいません。

また、オセアニア(まあ、オーストラリアですが)でも似たような傾向を示しており、A型が40%、O型が47%と全体の9割近くを占めており、逆にB型は10%、AB型に至っては3パーセントしかいません。

ヨーロッパとオセアニアの傾向は似ていますがヨーロッパのほうはA型寄りでオセアニア(オーストラリア)のほうはO型寄りであるのです。

ちなみに北アメリカでもオセアニアと同じような傾向が出ています。

 

これだけ書くとA型優位のように見えますが実はそうではなく、アジア中東ではA型とB型の割合は同じぐらいであり、中東ではA,B,O型がそれぞれ3割程度でありAB型が1割程度となっております。

また、アジアではA,B型が同じぐらいの割合で28%程度であり、O型が若干多く全体の37%程度であります。

 

そして、アフリカではO>A>B型となっており、それぞれ44,29,22パーセント程度とO型の割合が比較的多く、やはりAB型の割合は小さいのです。

 

ここまではA,B型も多く存在しているもののO型がほとんどの地域があり、そこは南アメリカであります。

南アメリカではO型の割合がどの国でも(調査された国)半分以上であり、特にブラジルとペルーでは100%O型であるのです。

 

 

これより世界中で見るとO型の割合が大きく、A型とB型を比較するとA型のほうが人数がいる傾向となっており、AB型はどの国でも珍しい傾向となっております。

ここで何故O型が多いかと言いますとO型は抗体が無いように最古の血液型と考えられており、O型の人種が世界中に散らばったために人数が多いと考えられています。

 

しかし、ここで疑問に思ったことがありませんか?

抗原を持つと血液が崩壊するデメリットが出てくるのでいっそ抗原を持たないO型だけにすればノーリスクハイリターンになるのではということです。

確かにこうすれば輸血も簡単に行えるし危険性もありません。

けれども生物の体はそこまで甘くなく同じものだけにすると弱点を突かれたときに何もできずに絶滅してしまいます。

A抗原にはA抗原のメリット、B抗原にはB抗原のメリットがあるのでもしこれを無くすと思いもよらない弱点を突かれて滅びる可能性もあり、このことに関しては無性生殖から有性生殖に進化したこととも大いに関係があります。

つまり、血液型の存在は必要があっての存在であるのです。

 

このことを覚えておけば外国で事故を起こし、血液が必要となった時にどの血液型が多いかで多少は役に立つと思うので一応参照にしてほしいと思います。

ブラジルやペルーだとオールOなので一応輸血できないことはありません。

現地人に限ってでの話ですが...

ダイヤモンドと黒鉛の違い 共に炭素だが...

今日は炭素について書いていきたいと思います。

炭素は原子番号が6番であり、4つの電子を用いて結合することができるので多くの有機化合物を作ることができ、生命体を構成する非常に重要な元素となっております。

そして、ダイヤモンドは炭素のみでできているために生命体はダイヤモンド...

と言う訳ではなく、ダイヤモンドの構造とは全く異なります。

では、話を始めていきたいと思います。

 

1. 炭素の結合

炭素は原子番号が6番の原子であり、最外殻に電子が4つあるため結合の手が4つあります。ちなみにホウ素は電子が3つなので3つ、窒素は5つあるがその内2つは電子対を形成するため基本3つです。

つまり炭素は最外殻電子の数が4つで最も結合の手が多い、即ち多くの原子と結合できる原子であるため様々な化合物を作ることができます。

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逆に炭素単体でイオンになることは無く、なるためには希ガス配置にならなければならず、その時電子を4つ取り入れるか4つ放出する必要がありエネルギーが大量に出入りして安定できないからです。

要するに炭素は共有結合を作るのに最も適した元素と言えます。

 

そして、共有結合には大きく分けて3種類あり、電子を1つずつ共有する単結合、2つずつ共有する二重結合、3つずつ共有する三重結合があり、結合の手が多い炭素だからこそこれほど多くの結合を取ることができます。

まあ、窒素も三重結合を取ることができ、窒素分子自体三重結合ですが...

ちなみに四重結合も一応存在し、炭素分子C2も作れそうですが相当不安定ですぐ壊れてしまうため炭素単体では分子を作ることはありません。

しかし、分子は作れないものの炭素だけの化合物はつくれます。

 

 

 

2. 黒鉛とは

黒鉛は炭素だけでできている物質であり、非常に有名であります。

そして、黒鉛の外見は黒く、実は電気を通す性質を持っております。

何故電気を通すかと言うと黒鉛は炭素原子が他の炭素原子3つと結合しており、余った電子が金属のように動き回っており、この電子が電気を通す性質を持っています。

このことより黒鉛は正電荷を帯び、また層状になっておりこの層が重なった構造を取っています。

そして、層同士は分子間力によって結合しているため黒鉛は層状にはがれやすくなっています。

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まあ、このような構造となっており、黒鉛層は金属イオンのような状態となっており、黒鉛は金属ではないものの(光沢が無く、展性も延性も無い)金属と共通する所もあります。

ちなみに黒と言う名前だが含まれている物質は炭素だけであり、鉛は一切含まれていません。

一応、鉛も炭素も14族で族は同じですが...

まあ、水よりかはましか...(水銀は銀と全く関係がない)

 

 

 

3. ダイヤモンドとは

やはり炭素と言ったらダイヤモンドになります。

ダイヤモンドは黒鉛と違い非常に硬く、この世で最も硬い物質...

と言いたいところだがダイヤモンドよりも硬い物質は意外に多くある模様です。

けれどもやはりダイヤモンドは全物質中でもトップクラスに硬く、その理由は構造にあります。

黒鉛の構造は炭素原子が他の炭素原子3つと結合しているのに対してダイヤモンドの炭素原子は他の4つの炭素原子と結合した構造であり、黒鉛のように層が重なった構造ではなく炭素原子全てが巨大な構造を構成しています。

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構造は正四面体構造がいくつも結合したものとなっており、このことが原因で非常に強度が大きいのです。

そして、黒鉛のように電子が全て結合に使われているため電気を通す媒体は無く、そのため電気を通すことはありません。

 

また、ダイヤモンドは非常に硬い構造を取ってはいるものの熱力学的には黒鉛のほうが安定している上にダイヤモンドが生成するには非常に圧力が必要で限られた条件下でしか作れないためダイヤモンドの埋蔵量はかなり少なく、そのためダイヤモンドの希少性は非常に高いのです。

 

勿論圧力の関係上、黒鉛をダイヤモンドにすることは非常に難しく、人工ダイヤモンドを作ることは非常に困難となっています。

また、ダイヤモンドは自然に黒鉛になることはまずなく、その理由はダイヤモンドから黒鉛になるには非常に高いエネルギーの山を登らなければならず、まず反応が起きないからです。

 

ダイヤモンドと黒鉛、同じ炭素化合物だが構造も全く異なる上に変化するには相当なエネルギーを有するため、この2つは全くの別物と言ってもよいでしょう。

 

 

カラスはどれほど頭がいいのか? そして、いじめると...

今回はカラスについて書きたいと思います。

何故カラスかと言うと、カラスは大変面白い鳥であるからです。

ではカラスについて書いていきたいと思います。

 

1. カラスの賢さ

カラスと言うと賢いことで有名ですがその賢さは想像を絶するほどです。

実はカラスは鳥であるのにもかかわらず犬よりも知力が高いのです。

そしてこれから例を挙げていきたいと思います。

 

1.1 カラスは機械を使える

カラスが機械を使える?

一見ありえなさそうなことですが実際にカラスはある機械を使うことができるのです。

勿論コンピューターでプログラミングしたり自動車運転をできたりするわけではありませんが...

まあ、どういうことかと言うとあるカラスは神社の近くに住んでいました。

そして、そのカラスは誰もいないのを見計らって何と賽銭箱からお金を盗んでいきました(うわっ、なんて罰当たりな... 最低やな)。

そして、最悪なカラスはそのお金を用いて鳩の餌が売られている自動販売機の前に行き、何と盗んだ賽銭で鳩の餌を買って、食べてしまいました。

つまり、カラスが使える機械と言うのは自動販売機のことであり、しかも盗んだ賽銭で買っているのです。

ここで注目したいことはカラスがお金の価値を知っていることどこにお金があるか知っていること、そして自動販売機の機能の3点を知っているということです。

要するにカラスはこの3点を完全に生かすことで完全犯罪を成し遂げたということです。カラスを逮捕することはできませんし...

 

カラスはいくら賢くてもここまで凄いと感心の領域に入り、カラスの場合だと賽銭を盗むことに罪悪感を感じることは無いため、ごみではなく機械を用いて鳩の餌を買うことだってできるのです。

ところで賽銭が盗まれたことはどうなったのだろうか?

 

 

1.2 一見頭が悪いように見えるが...

次の話は一見カラスの頭が悪いように見えるが...についての話です。

ある人はカラスを捕まえるために罠を仕掛けました。

その罠は餌でカラスを釣って、カラスの力では出られないようにする罠です。

そして、この罠をさっそく仕掛けました。

さすがにカラスは頭が良く、犯罪をしてまで機械を使うほどなので引っかからないと考えられました。

しかし、翌日なんとカラスが罠に引っかかっており、カラスも大したことないじゃんと考え、カラスを開放しました。

その後、同じ罠を再び仕掛けましたがカラスは一回引っかかったのでもう引っかからないだろうと考えたのです。

けれども翌日もカラスは罠に引っかかっており、カラスは案外馬〇ではないかと考え、そしてカラスをまた開放したのです。

そして、3たび同じ罠を仕掛けましたが翌日またカラスが罠に引っかかっており、しかもこのカラスは1回目と2回目と同じカラスなのです。

つまり、カラスも頭が劣化したのではないかと考えました。

 

しかし、あることに気づきました。

そう、罠を仕掛けるたびに餌をいちいち用意していることです。

そして、カラスは引っかかるたびに餌を食べています。

もしかして、カラスは餌を得るためにわざと引っかかっているのでは?

 

また、罠もカラスの力では出られないもののそのたびに罠を解いてカラスを開放しています。

つまり、カラスは罠に引っかかると楽して餌が手に入る上に例え自分の力では出られないものの発見されるたびに開放してくれるので餌が取りたい放題だ!

と考えており、一見カラスの頭が悪くなったように見せかけて実はこちらが出し抜かれていたということです

カラスの知力、恐るべし!

 

 

 

2. カラスは恨む

このことは前にも話しましたがカラスと言う鳥は実は恨みの感情を持っているということです。

つまり、カラスは鳥のくせに仕返しをすることで恨みを晴らしています。

そして、このことについても例を挙げていきたいと思います。

 

2.1 カラスの餌にいたずらしたら

ある人はカラスの餌(多分ゴミ)にある化学物質をかけ、台無しにしました。

そして、数日後駐車場に行くとその人の車だけカラスの糞まみれになっており、他の車は全く無事だったのです。

 

この話より、カラスはその人だけではなく、その人の所有品に対しても恨みを抱くことが分かり、更にその人の所有品をきちんと見分けた上で仕返しを実行しています。

つまり、カラスは坊主憎けりゃ袈裟まで憎いという考え方を持っており、最悪その人の所有品全部を滅茶苦茶にされかねません。

他にもカラスを追い払った人が一番大切にしていた盆栽をカラスにわざと壊され、カラスは嫌いな人のことをかなり恨むことが分かります。

 

 

2.2 カラスは行為を恨む

ある人はカラスに向かって石を投げました。

けれどもその石はカラスにぶつからず、カラスのすれすれを飛んでいきました。

そして、数日後歩いていたら空から空き缶が降ってきて、上には石をぶつけようとしたカラスがいたそうです。

つまり、カラスが空き缶をその人めがけて落としたということです。

 

この話で重要なことはカラスに石がぶつかっていないことです。

それにもかかわらずカラスは仕返しに来ました。

つまり、カラスは石をぶつけられたという結果に対して怒っているのはなく、

石をぶつけようとするという行為に対して怒っていることが分かります。

結果に対して怒っているならば仕返しに来るはずがないし...

これより、カラスに悪意をぶつけるとたとえカラスが酷い目に会わなくてもカラスはきっちり仕返しに来るのです。

 

 

 

このようにカラスという生物は大変興味深く、人間のことをよく観察し、そしてうまいように利用しているだけではなく、恨みの感情をも持っているのです。

カラス恐るべし!

 

ちなみに車のフロントガラスに石を落として割るという冗談でもない仕返しもするそうです。

 

(注) これらの話はネット上に掲載していた話を思い出しながら書いたものであり、あまりにもインパクトが強かったのでここで書きました。

 

 

 

実は超低密度な巨星たち しかし中心核はと言うと...

今回は巨星の密度について話したいと思います。

巨星は恒星が老齢化した状態であり、主系列星時代とは比べ物にならないほど大きくなっています。

けれども質量はと言うと...

まあ、このような形では成していきたいと思います。

 

1. 巨星とは

巨星は恒星の中心核で起こっている水素→ヘリウムの反応が起きた後になる状態であり、核融合の範囲が中心から外側に移行することによって起こります。

このことにより、恒星の直径は主系列星時代とは比較にならないほど大きくなります。

その後は恒星の中心核でヘリウム→炭素の核融合が発生して恒星の大きさはだいぶ縮まりますがこれでも元の大きさと比較するとかなり大きいです。

その後はヘリウム→炭素の核融合も外で起こるようになり、やがては一生を終え、外層部が剥がれ落ちることで白色矮星と化します。

これが太陽の一生ですが大質量星の場合だと更に炭素,酸素→ケイ素の反応、やがて鉄まで生成させた後に核融合反応が起き無くなり、中心部へ一気に物質が落ち込むことで反発力が生まれ、すぐさま超新星を起こした後、たいていは中性子星になるが質量が非常に大きかったらブラックホール化します。

まあ、超新星を起こせるほどの恒星は全恒星の1万分の1も無い上にブラックホール化まで行く星は1,000万分の1も無さそうですが...

 

とまあ、恒星の一生はこのような感じですがこの巨星の大きさは主系列星時代と比較しても非常に大きいですが質量は当然ではあるが変わらない(というよりもむしろ軽くなっている)ため密度はとんでもなく小さくなっています。

 

具体的に言うと巨星で有名?なアルデバランの直径は太陽の44.2倍(61,526,400 km)であるのに対して質量はわずか太陽の1.7倍(3.3813×10^30 kg)しかありません。

当然密度も無いに等しいぐらいに小さく、なんと0.0145 (kg/㎥)しかないのです。

これは1㎥当たりたったの14.5 gしか質量が無く、水の68,966分の1程度に相当し、空気の8.54%程度に相当します。

まあ、空気と比較すると大して低密度には見えませんが...

 

まあ、アルデバランはただの巨星ですが今度は超巨星を例に挙げたいと思います。

青色超巨星リゲルは直径は78太陽直径(108,576,000 km)、質量は21太陽質量(4.1769×10^31 kg)なので密度はと言うと...

0.0326 (kg/㎥)とアルデバランよりも大きくなります。

 

これでは話にならないので赤色超巨星アンタレスを例に挙げます。

アンタレスの直径は883太陽直径(1,229,136,000 km)、質量は12.4太陽質量(2.46636×10^31 kg)なので密度は...

0.00001328 (kg/㎥)であります。

当然ではあるがアルデバランよりも小さく、1㎥当たりたったの0.01328 gの質量しかありません。

これはアルデバランの1,100分の1程度しかなく、赤色超巨星の密度は赤色巨星の密度とは比較にならないほど小さいことが分かります。

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このように大きさは圧倒的だが質量はそこまで変わらないので密度が大変小さくなっています。

 

ちなみに主系列星の太陽の密度は約1.4 (t/㎥)、シリウスは約550 (kg/㎥)とかなり普通の密度になっています。

けれども恒星はガスでできているのに何故こんなにも密度が大きいのか?

それは恒星の内部の構造が関係しています。

 

 

 

2. 恒星の内部

先ほどは恒星の密度について書きましたが恒星の内部の密度と外部の密度は比べ物にならないほど違います。

恒星は中心核で核融合が起こっていますが実は中心核の密度はとてつもなく大きいのです。

太陽の密度は水の1.4倍ほどですが中心核の密度は水の156倍あり、太陽全体の100倍以上にも及びます。

そして、中心核の半径は10万キロ(太陽全体の約7分の1の大きさ、体積にして343分の1程度)であるが質量は太陽全体の3分の1程度もある計算になります。

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このように中心核の密度は大変大きくなっており、当然ではあるが超高圧、超高温となっておりこの力で核融合反応を起こしています。

中心核の密度が大きいということは外部の密度は相当小さくなり、太陽表面の密度はなんと空気よりも小さいともいわれています。

このように恒星は均一ではなく、中心からできているような構造をしており、表面はおまけのような感じになっています。

 

そして、巨星は更にこの傾向が強く、太陽と同じ質量の巨星では中心核の密度が太陽のものよりも大きく、より高温、高圧となっています。

まあ、巨星は中心核ではなく中心核よりも外側で核融合を起こしていますが...

言うまでもありませんが超巨星の場合だと更に凄まじいことになっており、この影響でケイ素以上の原子の生成が可能となっております。

勿論外層部の密度は無いに等しく、もはや恒星であるかが分からないぐらいになっており、見た目は巨大だが外層部は見えるだけの状態であると考えられます。

 

このような事情があるので超巨星の密度は小さく、特に赤色超巨星の場合だとほぼ0なので剥がれ落ちやすくなっています。

実際に低質量星の場合だと剥がれ落ち、大質量星の場合だと中心核の核融合の停止で超新星が起こりますが...

 

マグニチュードとは? 実は地震以外にも使われていた

今回はマグニチュードについて書いていきたいと思います。

よく地震でマグニチュードという単語を耳にしますが一見マグニチュードと言われてもどれほどの威力かはっきり分かりません。

そして、実はマグニチュードは地震以外にも使われているのです。

 

1. 地震におけるマグニチュード

よくマグニチュード4.5とかマグニチュード5.2とか聞きますが実際にどれぐらいの威力化は想像できません。

実際に起きた大地震の例では阪神淡路大震災で7.3、東日本大震災で9.0と聞き、明らかに群を抜いて強いです。

ここでいきなり結論を言いますがマグニチュードは2増えるとエネルギーは1,000倍にもなり、マグニチュードは少しでも増えると相当凄まじい力となります。

実はマグニチュードは指数関数となっており、マグニチュード0という物も存在しており、マグニチュード0は10^4.8 J = 63,096 Jであります

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マグニチュードの式はこのようになっており、マグニチュードは0~10までのイメージがあるが(まあ、某育成RPGの技でマグニチュードがあり、10までしか無いためか?)。 まあ、あのゲームでは下限がマグニチュード4だが)実は無限に存在しており、マイナスも当然ながらあります。

まあ、地震の威力でそんな小さいのは当然ないため使うこともないだろうが...

 

ちなみに、東日本大震災のエネルギーは阪神淡路大震災のエネルギーの約355倍も強く、同じ大震災でも威力は全く異なることが分かります。

阪神淡路大震災でも被害は最悪レベルだが東日本大震災ともなるとその360倍近くになるので東日本大震災の威力がいかに悲惨だったかが分かります。

ちなみにエネルギーに換算すると阪神淡路大震災は5,623兆 J東日本大震災は199.5 Jとなり、異常ともいえるエネルギー量であります。

勿論ポケモン(先ほどの某育成RPGのことだが)でのマグニチュード10なんてものは絶対に起こっているわけがなく単なる誇張だと思います。

そもそも威力が明らかに釣り合っていない上にもしマグニチュード10なんて起きると街はおろか地方が滅びます

現実世界でもマグニチュード10という地震は1回も観測されておらず(最大の地震が1960年のチリ地震でマグニチュード9.5)、エネルギー量も6,310京 Jとありえないような威力になります。

 

とまあ、地震の威力はとんでもなく強いために数字を押さえるため対数関数を用いる必要があり、マグニチュードの大きさは1桁だがその威力差は8増えただけで1兆倍も違うのです。

 

 

 

2. 実は絶対等級もマグニチュード

普通マグニチュードと言うと地震に対して使われるものの実は恒星の明るさを示す絶対等級もマグニチュードなのです。

絶対等級は英語でAbsolute Magnitude と呼ばれており、Absoluteは「絶対の」と言う意味です。

絶対等級も対数が用いられており、こちらは5等変わると100倍明るさが変わる程度であり、地震のマグニチュードほどではないもののやはり変化量は大きいです。

太陽の絶対等級は4.83等であり、エネルギー量は3.85×10^26 Wでこれは1秒間に3.85×10^26 Jエネルギーを放出するという意味です。

ここからは時間がかかわってくるので1秒間当たりのエネルギーで考えていきたいと思います。

太陽の1秒間に放出されるエネルギーは地震のマグニチュードに換算すると14.52にも及び、地震とは比較にならないほどのエネルギーと言えます。

つまり、絶対等級と地震のマグニチュードは4.83⇔14.52で対応できていると考えてもよいです。

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地震と絶対等級のエネルギー式はこのようになっており、絶対等級は数値が小さいほど強力になるのでMの項が負となっています。

ちなみに1カロリーは絶対等級に換算すると69.7等となります。

 

また、地震のマグニチュードと絶対等級は12.48で釣り合います。

つまり、マグニチュード12.48と絶対等級12.48等は等しく、更に12.48等だと恒星として存在できるエネルギーなのでマグニチュード12.48は恒星のエネルギーでも十分成り立つほど強いのです。

 

(注) 絶対等級は1秒当たりのエネルギーについての話です

 

以上でマグニチュードの話を終えます。

変温動物にも利点がある? 一見恒温のほうが良さそうだが...

今回は変温動物についての記事を書きたいと思います。

一見変温動物は不便そうに見えますが実はある点で恒温動物に勝っています。

このことについて順を追って書いていきたいと思います。

 

1. 寒さに弱い変温動物

地球の気候は赤道と極では大きく異なり、極地方には寒さに適応した生物が生息しています。

例えば北極圏にはホッキョクグマ、セイウチ、オオカミ、トナカイ

南極圏にはペンギンなどが生息しています。

これらの動物は全て恒温動物であり、高緯度地方には爬虫類や両生類は生息しておらず、爬虫類は熱帯地方に数多く生息しています。

爬虫類や両生類は変温動物であり、当然ではありますが低温になると体温が下がり、とても生きていくことができないため熱帯地方や温帯地方にしか生息していないのです。

日本にワニが生息していない理由も日本の温度は寒すぎるからであり、もし日本にワニがいたとしても冬になると凍死します。

まあ、ワニなんていてほしくないが...

けれども恒温動物は熱帯にも当然生息しており、恒温動物の適応温度は変温動物とは比較になりません。

 

また、日本では冬になると昆虫がいなくなるがこの理由も昆虫が変温動物だからであり、昆虫は冬になると冬眠するか凍死するかのどちらかになり、活動をすることができなくなります。

ここで冬眠と書きましたが冬眠という手段は変温動物が寒さに耐える手段であり、仮死状態にすることで冬を乗り切る方法であり、この手段を取る動物で有名なのは蛇で、蛇は冬眠することで冬を乗り切ります。

ここで疑問に思うことが1つあると思いますが恒温動物である熊も冬眠をするのではないかということです。

確かに熊も冬眠をするがその目的は寒くなることによる食べ物の不足であります。

なので熊の体温は蛇みたいに少しのことで下がることはありません。

まあ、どちらも仮死状態にするということでは共通していますが...

 

別に熊は寒さに弱いわけではないが食糧が不足すると体温の低下を招く危険性があり、恒温動物にとって体温が下がることは相当危険な状態とも言えます。

恒温動物はちょっとやそっとのことで体温は下がりませんし...

 

このように恒温動物も食糧が不足すると大変なことになりますが変温動物との違いは周りの温度が10℃だからと言って体温も10℃になるわけではなく、寒さに対しては圧倒的に強いです。

 

ここで変温応物は爬虫類、両生類、昆虫類(まあ、昆虫以外の虫も変温ですが)と書きましたが魚類についてはふれていません。

その理由は魚類の中には寒さに適応した種類もおり、寒さに弱いという言葉に当てはまらないからです。

まあ、これらの魚は逆に暑さに弱く、更に熱帯魚は当然ではあるが寒さに弱いです。

要するに変温動物は暑い、寒いの両方に適応することはできないのです。

 

 

 

2. 変温動物の利点

 ここまでの経過を見ると変温動物は温度の高低に適応できず、日本のように四季がある地域では1年中活動することは不可能で、更に寒さに適応した種以外は低緯度側に限られ、かなり不利なように見えますが実は変温動物にも利点があります。

 

恒温動物の体温は30℃代後半程度であるがこれほどの体温を保つためにどうすれば良いのでしょうか?

それは食糧をエネルギーに変換することで保たれるのであり、この時に使われるエネルギーは相当なものになります。

なので恒温動物は絶食には相当弱く、食糧が不足すると餓死する可能性が非常に高くなります。

先ほど書いた熊の冬眠も食料不足が原因であり、恒温動物の熊に取っては死活問題となります。

また、草食動物は草が不足すると高栄養の肉を食べざるをえない状況となり、草食動物が肉食をするということが世界中で報告されており、日本の動物園でも栄養不足と思われしキリンが鳩を食べるという報告がなされ、このキリンに高栄養価の餌を与えたら鳩を食べるという報告が一切なくなったほどです。

まあ、某河の馬(Hippo)は雑食で肉を食べていると思われるが...

 

以上のことより恒温動物は食料不足に極めて弱いが変温動物は体温を上げることができない、即ちそちらのほうにエネルギーを使うことは無いために食料不足にはものすごく強く、爬虫類でも数カ月単位の絶食に耐えられるほどです。

 

ちなみに言うまでもありませんが恒温動物は哺乳類と鳥類にしか見られない性質であり、鳥類は恐竜から、哺乳類は単弓類という生物から進化しており、進化の系統では変温動物→恒温動物ですが進化したからといって完全上位互換になるわけでもなく、進化したことによる欠点も出てきます。

例えば生物ではないが精密機械の機能は単純な機械と比較しても非常に高いが壊れやすく、更に修理も難しいという欠点があり、

電子媒体も意外なほど寿命が短く、石板のほうが圧倒的に寿命が長く、後世に残しやすいという利点があります。

 

要するに完全なものなどこの世にはなく、ある所を向上させると必ずといってもよいほどに欠点も出てくるのです。

 

 

まあ、このように大きな話になってしまいましたが変温動物は体温を保てないために気温の変化に適応することができない代わりに絶食に強いという利点があるということです。

歩けるのは摩擦があるおかげ? 実は非常に重要な摩擦

今回は摩擦力について書きたいと思います。

摩擦力と言えば物と物をこすった時に発生する力のイメージがあるが実際には様々なところ、むしろ摩擦が存在しないことは無いとも言えます。

そして、初めは摩擦についての説明から行きたいと思います。

 

1. 摩擦とは?

摩擦とはある物体とある物体の間に発生する抵抗力のことであり、摩擦力は必ず進行方向と逆向きに発生します。

例えば中身が入った段ボールを押すときに力を加えてもなかなか動かないがある力に達すると動くようになります。

この時、段ボールが動く前は静止摩擦力という摩擦力が働いており、ある一定の力に達するまで押している力と同じ反発力、要するに摩擦力が働くがその一定の力に達するとやがて動きます。

動いた後は摩擦力が働いていないように見えますが実は動摩擦力という摩擦力が働いており、この動摩擦力の大きさは静止摩擦力よりも必ず小さくなります。

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このようにある地点を超えた時に静止摩擦力が動摩擦力に変化し、これ以上はどんなに力を加えても摩擦力の大きさが変化することはありません。

つまり、力を加えれば加えるほど合力は大きくなるということです。

 

ここでは平面での摩擦力を考えたが坂道でも当然摩擦力は発生し、緩やかな坂道に物を置いてもすべらない理由も摩擦力が働いているからであり、この時静止摩擦力がかかっています。

実は摩擦力は重力(mg)に比例しており、静止摩擦力が働いている時は静止摩擦係数という係数に重力をかけた力が進行方向と反対側に働いているが実際には少し違い、静止摩擦係数という物は物が動く直前の値であり、もし常時静止摩擦係数×重力が働いていると物を押したら自分のほうに向かってきてしまいます

なので静止摩擦係数に達する前は押した力と同じ力が反対方向にかかります。

そして、物が動いたときには動摩擦係数という係数と重力をかけた力が反対方向にかかるがこの値はどんな力の時でも一定です。

 

坂道では進行方向に重力の一部がかかっているものの、坂道が緩いと静止摩擦係数が勝るために動くことはありません。

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進行方向の力はsinに比例、要するに急であればあるほど大きくなり、摩擦力は地面との垂直抗力に比例するので進行方向とは逆に急であればあるほど小さくなります。

これが緩い坂ほど物が動きにくくなる原因であり、急な坂ほど止まりにくくなる原因は進行方向の力が大きくなるうえにそれを止める摩擦力が小さくなるからです。

 

このように摩擦力は物が動くのを押さえる力であり、摩擦力が無いと少し押しただけでも何かにぶつかるまで延々と動き続けてしまいます。

例え100トンもある物体も摩擦力が無いと少し押しただけでも動き、何かにぶつかるまですべり続けるのです。

まあ、100トンもあると速度も非常にゆっくりとなりますが...

 

 

 

2. 摩擦が無いと歩けない!?

 ここまでは摩擦について書きましたが今度は摩擦が無いと極端な話、生きていくことができなくなる話をしたいと思います。

スケート場は凍っており、氷の上は良く滑りますがその原因は摩擦力が小さいからであります。

摩擦力は歩くのに必須であり、歩くときは進行方向と逆向きに力を加えますがその時、当然ではあるものの摩擦力は進行方向に働くため、必然的に歩くことができるのです。

では、摩擦力が無くなってしまうとどうなるでしょうか?

答えは簡単で進行方向と逆向きに滑り続け、摩擦が無いため進行方向と逆向きの速度がかかり、当然立っていられずに転び、何かにぶつかるまで転んだ体制で後ろ方向に滑り続けてしまいます。

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このように摩擦が無い状態というのは赤矢印が無い状態であり、もしもそうなら緑矢印しかない状況となるため後ろに滑ってしまい、歩くことができなくなります。

 

更に自転車で走る時も同じで自転車を動かすときも摩擦で動いているので、摩擦が無いと当然動かずに転び、例え動かせても坂道に差し掛かった時にブレーキが利かなくなり(ブレーキは摩擦係数を増やす役割を持つため)、止めることができなくなり...

という状況になります。

 

摩擦力、一見すると邪魔なようにも見えるが実際には生物や乗り物には必須なものであり、空気と同じように影で活躍しているとも言えます。

空気にも空気抵抗という抗力があるが...

 

 

 

音は高いほど高エネルギー そして音は相当振動していた...

今日は音について話したいと思います。

音は光と同じ波であり(光は粒子説もあるがここでは波として扱う)、1秒間に約340m進む性質を持っています。

そして、このことを順を追って説明していきたいと思います。

 

1. 音の速さ

音は空気中では秒速340m/sで伝わることで有名だが実際には違い、温度が高ければ高いほど伝わる速度も速くなり、10℃温度が上昇すると6m/sずつ速くなります。

つまり、音の速さは0℃だと331m/sとなり、30℃だと349m/sとなるため、雷が鳴る季節、つまり夏では音の伝わる速度は一般的に考えられている速度よりも速く伝わります。

また、雷が見えるタイミングと雷鳴が鳴るタイミングは結構ずれますがあのずれは当然ではあるが音速と光速の違いによるものです。

光速は秒速299,792,458 mとこの宇宙の中で最も速いが音速は先ほども書いたようにたがたが秒速349 mなので速さにして85.9万倍も違うことになります。

この違いは相当なものであり、光が1秒で伝わる距離を音は10日近くもかけて伝わり、地球の裏側に音が伝わるのに16時間近くもかかります。

一見すると速そうに見える音速も実はとんでもなく遅く、地球単位で見ても数時間かかるぐらいになります。

まあ、日常生活でこのような速度が出せたらものすごく速いですが...

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ちなみに音速が340 m/s程度なのは空気中での話であり、液体中では空気中と比較してもかなり速く、固体ともなると更に速くなり、水中では約1,500 m/sで空気中の4倍以上の速度となり、鉄では5 km/sを超えます。

このようになるのは体積弾性率と言う数値によって決まっているがこのことを書くと訳が分からなくなるため(と言っている割にはいつも訳が分からないことばっかり書いていてすみません)、ここでは省略します。

また、気体でも空気中よりもヘリウム中のほうが速く、秒速1kmの速さで伝わります。

 

先ほど体積弾性率とか言いましたがそれを抜いて簡潔に言うと音の伝わる速さは音を伝える媒質によって決まっており、当然媒質が無いと伝わることは無い、つまり音が聞こえななります。

よくSF映画で宇宙戦争中に音が伝わっている描写があるが現実世界ではあのようなことは決してなく、現実では宇宙戦争は音が無い静かな戦争になります。

宇宙戦争なんて絶対に起こってほしくないが...

 

 

 

2. 音の高さは振動数の違い

音は高い音、低い音がありますがこの違いは音の振動数の違いにあります。

振動数とは1秒間に何回振動したかを表す物理量のことであり、単位はHz(ヘルツ)で表わされます。

振動数と言ってもかなり分かりずらいので簡単に説明しますと1秒間の間に何個の波が存在するかを表しています。

...これでも分かりずらいので図を用います。

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赤字は2Hzであり、1秒間に2つの波が存在し、青字は1Hzであり、1つの波が存在しています。

振動数はエネルギーにも関係しており、振動数が多いとエネルギーも大きくなります。

まあ、多くの波がぶつかってきているからエネルギーが高いと解釈すればよいと思います。

ちなみに高い音ほど振動数が多く、低い音ほど振動数が少ないため、高い音のほうが高エネルギーなのです。

また、音の大小は振幅と言う量が関係しており、上のグラフで言う高さに相当する部分で(上のグラフでは赤字も青字も同じ振幅)、高いと当然ではあるがエネルギーが大きくなります。

要するにエネルギーの高い音と言うのは大きくて高い音となります。

 

では、実際に耳にする音の振動数はどれほどかと言いますと20~20,000 Hzととんでもなく高い振動数なのです。

これは当然ではあるが1秒間に20~20,000回も振動しており、1回振動するのにわずか0.05~50ミリ秒しかかからないのです。

そして、音は15℃中では340 m/sで動いているので1秒間に340 m進んでいますが10,000Hzではこの340mの間に10,000回も振動しています。

つまり、1回の波が振動している間に340/10,000=0.034 m進んでおり、この長さのことを波長と言います。

つまり、10,000Hzの音は15℃では波長が3.4 cmということになります。

 

これでも相当な振動数だが光ともなるともっとすごく、光の速度が299,792,458 m/sに対して可視光の波長はわずか500 nmほどであります。

つまり、1回振動している間はわずか500 nmしか進んでおらず、これが約600兆個あるとようやく299,792,458 mに追いつきます。

要するに可視光の振動数は約600兆Hzということになり、光の振動数はとてつもない階数となっています。

 

音は速度も振動数もすさまじいが光と比較すると大したことがないどころか足元にも及ばないほどなのです。

 

 

実は液体の二酸化炭素は存在する 1気圧だと存在できないだけで...

今日の話は二酸化炭素について話したいと思います。

二酸化炭素は地球温暖化の原因となっている物質の1つであり、炭化水素を発生したら必ず生成するぐらいできやすい物質です。

それは二酸化炭素が安定な物質だからであり、逆に言うと二酸化炭素から別の物質に変化することは非常に困難です。

そして、今回はこの二酸化炭素について書いていきたいと思います、

 

1. 二酸化炭素とは?

二酸化炭素はご存知の通り、炭素が1つと酸素が2つ結合した物質(CO2)であり、炭化水素の燃焼、呼吸、炭を燃やす等様々な方法で発生します。

また、分子の形は水と異なり直線状であり、酸素と炭素が二重結合をした形態をとっています。

更に炭酸飲料など炭酸という言葉をよく聞くが炭酸とは二酸化炭素と水が反応してできるオキソ酸(酸素を含む酸のこと)であり、二酸化炭素を水に溶かすと生成するため二酸化炭素が溶けた水溶液のことを炭酸水と言います。

炭酸飲料を振ると勢いよく飛び出すのは水から二酸化炭素が出てきてしまい、体積が一気に膨張し、蓋を開けると気体と化した二酸化炭素が一気に解放されるからです。

あと、温度を上げても飛びやすくなり、この理由は二酸化炭素に限らず温度を上げると気体が外に飛びやすくなる、つまり溶解度が低下するために勢いよく振った状態と同じになるからです。

このようなこともあって炭酸飲料の保存法は振らないかつ低温にすることです。

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二酸化炭素は普段は気体だが温度をマイナス78.5℃まで下げると液体の状態を通らずに一気に固体になる昇華という現象が発生します。

この時の固体のことをドライアイス(dry ice)と呼び、非常に有名で保冷材などに用いられます。

ドライアイスと言う名前の由来は乾燥した氷という意味であり(まあ、当たり前か)、氷(二酸化炭素だが)にもかかわらず濡れないことよりこのような名称となっています。

まあ、濡れない理由は水ではなく二酸化炭素であり、更に常圧下では二酸化炭素は液体にならずに固体から気体になってしまうからです。

ちなみにドライアイスを入れた袋を持っていると袋の外側が濡れていきますがあれはドライアイスではなく空気中にある水蒸気がドライアイスによって冷却され、水に凝縮するからです。

 

ここまで書くと常圧下では二酸化炭素は液体にならないと書きましたが裏を返すと圧力をいじれば二酸化炭素も液体になるということです。

 

 

 

2. 圧力をかければ二酸化炭素も液体に?

水が0℃で氷になる、100℃で水蒸気になるという話はあくまで常圧下(101,300 Pa)での話であり、圧力が変化したらこの温度は変わっていきます。

結構前の記事でも書いたが圧力が低い富士山頂やもっと低いエベレスト山頂では水は100℃を下回る温度で沸騰し、エベレスト山頂のほうがより低い温度で沸騰します。

逆に圧力を異常にかけると灼熱の氷さえも作ることができます。

まあ、この氷は極限状態下なので普通の氷とは異なる構造をしていますが...

 

そして、この圧力による影響は全物質に言えることであり、融点や沸点は圧力・温度の2点によって制御されています。

二酸化炭素は101,300 Paではマイナス78.5℃で昇華するが圧力をかけていくとこの温度も変わっていき、5.2気圧という比較的低い圧力で液体になることが可能となります。

この時の温度はマイナス56.6℃であり、この圧力ではこの温度でしか液体になれないが圧力を上げていくと液体でいられる範囲が広くなり、73気圧になると31度まで液体として存在ができます。

しかし、これ以上圧力を増やすと31℃以上では超臨界状態という液体と気体の区別がつかない状態となってしまいます。

どのような状態かは想像もつきませんが...

 

 

要するに二酸化炭素が液体にならない理由は圧力が低いだけであり、圧力を大気圧の5.2倍以上とそこまで高くない状態にするだけで液体になることが可能となります。この圧力だと普通に理科室の器具で作ることが可能となっております。

遷移金属とは? 金属状態だと同じように見えるが...

今回話したい内容は金属の性質についてであり、一見金属は全て銀色をしているように見えても実はかなり性質が異なっています。

その性質の違いはイオン化した時にはっきり分かり、遷移金属という金属は色が付きます。

まず、金属イオンの話からしていきたいと思います。

 

1. 金属と金属イオンの違い

よく鉄分が足りない、カルシウムが足りないなどの話がありますが鉄はもちろんのことカルシウムも金属であります。

つまり、生物の体には金属が含まれており、ロボットのようになっている...

訳ではないです。

確かにカルシウム、鉄、亜鉛などは銀色をした金属であり、とても生物の体に含まれているようには見えませんが生物にはこれらの成分が必要となっています。

勿論そのままの形ではなく、金属イオンという形で存在しており、金属は電子を放出しやすい性質を持っており(自由電子があるため)、電子を放出すると陽イオンになります。

この陽イオンこそが生物に取って必要なものであり、様々な機能を持っています。

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このようにイオンとは電子と陽子の数のつり合いが取れておらず電荷を帯びたものであり、金属の場合だと電子が取れるために基本的には陽イオンになります。

また、鉄イオンには色がついており、2価の陽イオンだと淡緑色だが3価の場合だと褐色になります。

このような金属イオンが生命体には必須になっており、これら無機質なものをミネラルと呼びます。

 

そして、鉄は遷移金属と呼ばれるグループに属しており、遷移金属はイオンに色が付く傾向があります。

次にこの遷移金属について書いていきたいと思います。

 

 

 

2. 遷移金属とは?

遷移金属は周期表の3~11族に属している元素の総称であり、金属の名の通り全て金属の性質を示しております。

遷移金属の例としては先ほど挙げた鉄(26)以外にもスカンジウム(21)、チタン(22)、バナジウム(23)、クロム(24)、マンガン(25)、コバルト(27)、ニッケル(28)、銅(29)などが挙げられ、更に銀(47)や金(79)も遷移金属に含まれます。

これらの金属は銅と金以外すべて銀色であり、一見区別がつかないように見えますがそれは金属状態、要するにイオンになっていない中性の状態での話であり、イオンとなると違いが一目瞭然となります。

まあ、電気伝導性や密度、イオン化傾向など目に見えない違いは数多くあるが...

 

イオンになると鉄と同じように色が付き、金属ごとに様々な色になります。

例えばマンガン(Mn2+)だと淡赤色コバルト(Co2+)だと赤色ニッケル(Ni2+)だと緑色銅(Cu2+)だと青色となります。

 

また、遷移金属は同じ原子でも抜ける電子の数が違う、即ち価数の違う物も存在し、この時、色も変化します。

例えば先ほど挙げた鉄だと2価(Fe2+)の場合は淡緑色だが3価(Fe3+)の場合だと褐色になります。

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若干違いはあるが大体このような色になっています。

このように色がつく原因は遷移金属にはd電子と呼ばれる電子があり、このd電子が反応に大きくかかわっているからです。

 

 

 

3. d電子とは?

d電子とはM殻(3番目の殻)から存在する電子のことであり、d軌道と言う軌道を周っており最大で1殻当たり10個存在します。

このd電子があるため、遷移金属がイオン化した時に色がついて見えるようになり、金属状態の時には同じエネルギーの位置にいたd電子が高エネルギー、低エネルギーに移動の状態に分裂して、その時に特定の光の波長を吸収することにより、吸収されなかった色がイオンの色に見えます。

 

すみません。正直この分野はかなり専門的なので書いていることが正しいかどうかも分からない上に細かく話すと簡単に説明することはとてもできそうにないので簡略化して説明します。

 

遷移金属に存在するd電子という電子は遷移金属が中性、つまり金属状態にいるときはどれも同じエネルギーに存在しています。

けれども遷移金属がイオンになると陰イオン(または水などの分子)が金属イオンに配位し、その時d電子のエネルギーが高いところと低いところに移ります。

エネルギーが高いという状態はボールに例えると高いところにいる状態であり、手を放すと落ち、そして落ちた箇所が低い状態と言えます。

このようにd電子のエネルギーが変化する時に特定の光が吸収され、吸収された光の逆の光の色がイオンの色として目に見えるのです。

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目に見える理由はd電子が分裂する時に吸収される電磁波がたまたま可視光に当たるからです。

また、金属によって色が違う理由は吸収する波長が違う、つまり分裂する時に吸収されるエネルギー量が違うためです。

 

まあ、話は相当難しくなったが金属に光が吸収されることによって余った光が見えるということと解釈すればよいと思います。

そしてこれは遷移金属の性質であり、d電子を持たない典型元素には見られず、亜鉛やアルミニウムのイオンは透明になっております。

アルミニウムはd電子を持たず、亜鉛はd電子が詰まっており、移動の使用が無いためです。

 

一見同じように見える鉄やニッケル、しかし実はイオンにすると性質が全く違うことが分かるのです。

酸っぱい原因は水素イオンにあった 酸と塩基の関係

今回は酸っぱく感じる原因と解説を書いていきたいと思います。

味の感覚に酸っぱいという物があるがあれはある成分の量が多いから感じるものであります。

その成分とは水素イオンのことであり、水素イオンの濃度が多いと酸性が強い、即ち酸っぱく感じるようになります。

 

1. 酸性とは

酸性という言葉は結構耳にしますが実際にどのようなものであるかということを知っている人はあまりいません。

酸性とは水の中に存在する水素イオンの濃度がある数値より多い状態のことであり、逆に少ない状態のことを塩基性と呼びます。

そして、水素イオン濃度が1.0×10^-7 mol/l、即ち水1リットルの中に水素イオンが

10^-7 mol(=6.02京個)存在する時の状態のことを中性と呼びます。

 

また、中性の水の中に水素イオンが存在する理由は水分子が水素イオンと水酸化物イオンに電離するからであり、完全な中性の水では水分子約5.55億個中たった1個の水分子が電離している状態となっているのです。

ちなみに水酸化物イオン濃度と水素イオン濃度の積は温度にもよるが一定の値を示しており、25℃の時は10^-14 (mol/l)^2を示しています。

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余談だが水素イオン濃度の対数値にマイナスをかけた値をpHと呼び、中性だと7、酸性は7より小さい、塩基性は7より大きい値を示します。

ちなみにpHは1増えると水素イオン濃度は10分の1となり、水酸化物イオン濃度は10倍になり、水素イオン濃度は相当な量が変化することが分かります。

 

このように水素イオンの濃度で酸性、中性、塩基性と決まっているもののこれらのことより完全な中性と言う物は実質的に存在せず、酸性か塩基性のどちらかであることが分かります。

そして、次に水素イオンについて書いていきたいと思います。

 

 

 

2. 水素イオンとは

水素イオンとは一般的に水素原子から電子が外れた状態の陽イオンのことであります。

けれども水素原子は陽イオン以外にも電子を1つ取り入れた陰イオンの形態もとり、この形態のことをヒドリド(Hidride)と呼びますがここでは陽イオンの話が中心となります。

 

水素原子は陽子1つの周りを電子が周っている状態であり、もしこの電子が抜けてしまうと電子が一切なくなり原子核しか残らなくなります。

水素原子の原子核は陽子1つだけの軽水素核、または陽子1つと中性子1つを含む重水素核の2種類が天然には存在するがほとんどが軽水素であります。

また、ここで気づくと思いますが軽水素から電子が抜けると陽子だけになってしまいます(重水素の場合は陽子+中性子)。

つまり、軽水素イオンは陽子そのものであるので軽水素イオンのことをプロトン(Proton,陽子の意)と呼ぶこともあります。

そして、先ほど酸っぱい原因は酸性である、つまり水素イオンの多い状態であるのでこれらのことを踏まえると陽子は酸っぱいのでは?

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と思いますが実は少し違います。

 

実は水素イオンは水分子の酸素の所にある2つの電子対に配位することでオキソニウムイオン(H3O+)という陽イオンの形態をとるため、陽子単体で存在すると言う訳ではありません。

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水素イオンは正電荷を帯びており、水分子上の酸素原子には負電荷を帯びている電子対があるため水素イオンはその電子対と結合し、水素原子3つと酸素原子1つを有する陽イオン、オキソニウムイオンを形成します。

なお、オキソニウムイオンとは3つの化学結合を有した酸素の陽イオンのことであり、このイオンは正確にはヒドロニウムイオンと呼びます。

 

つまり、酸性を決めているのはヒドロニウムイオンということになるがヒドロニウムイオンが酸っぱいかどうかはすみませんが分かりません。

 

 

 

3. 代表的な酸、塩基

酸性が強い物質として有名なのは塩酸ですが塩酸の酸性が強い理由は塩酸とは塩化水素(HCl)が水に溶けた物質のことであり、この時塩化水素が水素イオン(H+)と塩化物イオン(Cl-)に分離し、多量の水素イオンが生じるからです。

ちなみに塩化水素はイオンではなく、塩素と水素が共有結合をしているれっきとした分子であり、水に溶かすと共有結合に使われている電子が塩素のほうに寄り、やがて塩化物イオン(陰イオン)と水素イオンに分かれます。

 

逆に塩基性の強い物質として挙げられるのは水酸化ナトリウム(NaOH)であり、こちらは塩化水素に対してイオン化合物であります。

水酸化ナトリウムはナトリウムイオン(Na+)と水酸化物イオン(OH-)によって構成されており、水に溶かすと単純にナトリウムイオンと水酸化物イオンが拡散するので強塩基性を示します。

ちなみに水酸化物イオン(OH-)は共有結合をすることは決してなく、OHが共有結合したものはアルコールと呼ばれますがこれは塩基性とは全く関係のない物質です。

 

 

少し変わったものとして挙げられるのはアンモニア(NH3)であり、この分子は特に水素が分離するわけでもなく、かといって水酸化物イオンを含むわけではありません。

しかし、アンモニアは水分子と同じように窒素原子上に電子対があり、この電子対が水の水素原子を引き抜くことでアンモニウムイオン(NH4+)を形成し、水分子から水素原子を引き抜いたものが水酸化物イオンとして残るために塩基性を示します。

 

また、塩素(Cl2)を水に溶かすと酸性になるがこの理由は塩素が水と反応をし、酸性を示す塩酸(HCl)と次亜塩素酸(HClO)になるためであります。

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ちなみにこれらの水溶液の酸性、塩基性は比較的弱いです。

 

このように直接水素イオンや水酸化物イオンを放出しなくても間接的に酸、塩基になる物質もあります。

 

 

地球以外の惑星には生命が存在できるのか? 様々な条件が組み合わさってようやく...

少し前に書いた記事で地球以外の惑星に住むことが難しいと書きましたがその時書いた内容があまり良くなく、1年の長さや惑星の重力のことだけを漠然と書いたので今回はもう少しきちんとした内容を書いていきたいと思います。

初めに地球の特徴から書き、何が重要であるかと言う所から考えていきたいと思います。

 

1. 地球の特徴

地球は現在の所、生命体が住んでいる唯一の惑星であります。

そして、地球のデータはと言いますと...

直径 : 12,756 km

質量 : 5,972 Yg (5.972×10^24 kg)

密度 : 5.514 g/㎤

重力加速度 : 9.80665 m/s^2

表面温度 : 15℃ (-91~60℃)

大気圧 : 1,013 hPa

年齢 : 46億年

 

であります。

この条件以外にも様々な条件を満たしているため地球は生命体が存在する惑星となり、地球のように生命体を宿した惑星の存在確率はまさに天文学的ともいえるであろう。

けれども銀河系には2,000億もの恒星系があるので銀河系内に地球外生命体のいる可能性は高いとも言えないが0とも言えません。

 

個人的に生命体が生じる条件として重要なことは

  • 惑星と恒星との距離
  • 恒星の光度
  • 惑星の直径と質量
  • 惑星の大気の成分と量
  • 惑星の周囲の天体

だと思います。それ以外にも重要なことは多々あると思うがこれ以上書くと書ききれなくなるため、順を追って書いていきたいと思います。

 

 

 

2. 良い惑星の条件

2.1 惑星と恒星の距離

惑星と恒星の距離は地表の温度を決める条件となるため非常に重要となります。

地球の温度の最低値はマイナス91℃で最高値は60℃であり、実に151℃の温度差はあるがこれらはいずれも極端な地域での温度であり、特に最低値に至っては南極大陸という極端な地域であります。南極大陸全体で見てもこの温度は相当低く、南極点は内陸,極地という条件があるので南極大陸の海岸沿いとは気温が全く異なります。

更に地球全体を見ても居住地は相当多く、温度の面でもマイナス10~40℃程度の差と見てもよいと思います。

このように地球の温度差が低い理由の一つとしては軌道が挙げられ、地球軌道はかなり円形に近い軌道を取っています。どれほどかと言いますと太陽との距離が1,471~1,521億キロメートルと最遠と最近との距離差が500万キロメートルほどしか無く、最遠と最近での気温差がほとんどないと見なすことができるほどです(最近は1月、最遠は7月)。

地球から見た太陽の平均光度はマイナス26.74等であるが最近距離だとマイナス26.78等、最遠距離だとマイナス26.70等なので太陽の光度が0.08等程度の変化量では影響はないと見なせます。

しかし、地球軌道が楕円軌道となると太陽との距離が相当変わり、ある時には灼熱、ある時には寒冷となるので生命体が住むのに必要な条件としては太陽の光度差が0.08等以内に収まるような軌道を取ることです。

 

 

2.2 恒星の光度

先ほど太陽の光度差について書きましたが恒星の明るさ自体も重要となってきます。

太陽の絶対等級は4.83等なのでもし、地球と同じ距離に惑星を置きたいならば中心恒星の絶対等級は4.79~4.87等だと惑星の温度は地球ぐらいになると言えます。

けれども距離が違ったとしても恒星の光がマイナス26.74程度で見えれば地球と同じ温度になります。

当然ではあるが恒星が弱いと距離が近くなり、強いと距離も遠くなります。

実はここでも問題が生じ、あまりにも弱い恒星だとかえって不安定化したり(恒星が)恒星との距離が近いということは恒星との万有引力が強くなり、その影響で公転周期が異常に短くなったり恒星と同じ面ばかり向けたりする問題も出てきます。

逆に恒星が強すぎると恒星との距離が離れて万有引力が小さくなり、公転周期が長くなったり恒星の寿命が持たない等の問題が出てきます。

また、太陽の光度は安定しているが恒星の中には変光星なるものも存在しており、多くの変光星は超巨星、赤色巨星のようにまず生命体が生まれないものや弱い恒星等に見られます。

このことより、生命体が存在するような恒星系の恒星の条件は

変光星ではないF8~K2タイプの主系列星(太陽はG2タイプの主系列星、強い順からOBAFGKM)であることです。

F7以上ともなると寿命が46億年を切る問題が生じ、K3以下となると変光星となりやすい等の問題が出てくる可能性があります。

現に地球の年齢は46億年であり、生命体が多様化したのも数億年前程度でありますから...

まあ、生命の進化が早いともう少し上まで行けそうですが...

 

 

2.3 惑星の直径と質量

やはり重要となってくるのが惑星のステータスであり、惑星が小さすぎると重力が弱くなり、大きすぎると反対に重力が強くなりすぎるために様々な問題が発生します。

前の記事では生命体に悪影響が出ると書きましたがそれ以上に問題なことは大気を留められるかどうかということです。

地球と非常に近い位置に存在する月は当然ではあるが太陽との距離も地球とほぼ同じですが地球とは全く異なり生命体がとても住めそうな環境ではありません。

月の昼は地球の昼とは全く異なり、暗い空間に非常に明るい太陽が見えるだけという状況であり、更に温度差も非常に大きくどこでも昼は百数度、夜はマイナス100℃を軽く下回ります。

このようになってしまう原因は大気が無いに等しいからであり、地球の昼が明るい理由は大気が太陽の光を反射しているからであり、更に気温が安定しているのも大気が地球の熱を制御しているからです。

また、大気が存在していると宇宙からやってくる小惑星を摩擦熱で蒸発させることができ地表に落とさないようにすることもできます。

当然ではあるが大気が無いと地表に小惑星が降り放題となり、このようになってしまうとまず生命体が存在することはできなくなります。

更に火星も大気が非常に少なく、水星も大気がほとんどなく、水星に至っては太陽との距離が非常に近いにもかかわらず夜は極寒となっています。

これらの惑星、衛星の大気量が少ない理由は重力が小さいからであり、いずれも地球の半分もありません。

大気を留めるには当然重力を増やすことであり、そのためには惑星の質量が大きくなければなく、惑星に生命体を宿す条件の一つとして大気を留められるほどの重力が必要だということです。

 

 

2.4 惑星の大気の成分と量

 先ほどは大気の重要性について書きましたが今度は大気の成分について書いていきたいと思います。

地球の大気は窒素78%、酸素21%であり、これらの大気は地球の生命体によって今のような状態になり、今の生命体にとって非常に適した成分比になっています。

しかもこの条件はかなりシビアであり、酸素の量が16%以下となると地球に生命体は住めなくなります。

 

そして、成分も非常に重要だが大気量もまた非常に重要であり、大気の量が少なすぎると前項のようなデメリットが生じたが大気の量が多すぎても問題が発生します。

その例としては金星が挙げられ、金星の大気圧は地球の90倍もあり、水深1,000メートルのような条件となっており、更に都合の悪いことに金星の大気の大部分は二酸化炭素で構成されているので温室効果がひどくなっており、なんと水星の温度をも上回っている状態となっています。

金星は重力や軌道の形(実は地球よりも円に近い)は良いのだが太陽との距離と大気の成分に問題があり、大気の量が多すぎる上に成分が地球と全く異なることが高圧高温地獄にしているのです。

このようになった原因としては太陽との距離が近かったことであり、もしも地球と同じ距離にあれば生命体が育っていた可能性もあります。

 

以上のことより大気の成分と量は非常に重要となっており、特にここが一番シビアな条件で現在の所地球に似た成分の惑星は発見されていません。

 

 

2.5 惑星の周囲の天体

生命体が育つのに重要な条件の一つとして恒星系がどのようになっているかということと惑星の周辺の天体がどのような配置になっているかというのもあります。

地球の周辺には月があり、更に太陽も単一の恒星なので他の天体に軌道を妨害される心配はありません。

もしも月が無くなってしまうと地球の自転が異常に速くなる問題が発生し、なぜ自転が速くなること言いますと月と地球には万有引力が働いており、その影響で自転の速度を押さえているからです。

もし、月が無くなると地球の自転速度が現在の3倍ほどになり、地球上では強風が吹き荒れ、生命体が育つことも無くなってしまいます。

 

更に木星の存在も重要であり、木星は圧倒的な質量から小惑星を引き付けており、もし木星が無くなると地球に小惑星が落ちる確率が高くなってしまうそうです。

 

そして、極めつけは太陽が単一星であることであり太陽が連星、しかもお互いの距離が近いと地球の軌道も大きく狂い、ある時は2つの恒星の光が強くなり、そしてある時は1つの恒星からしかほとんど光が当たらないような状況となり温度がめちゃくちゃになってしまいます。

しかも意外に連星系は多く、両恒星とも生命体発生の条件にあっているケンタウルス座α系や主星だけが条件にあっているカシオペア座η系も連星系です。

このような恒星系はたとえ片方の条件が良くてももう片方に妨害される可能性があるので単一であったほうが生命体の条件が上がります。

ちなみに太陽に一番似ている恒星はさそり座18番星という恒星のようです。

 

 

 

このように生命体が存在するのに必要な条件は非常にシビアであり、特に問題がありそうなことは大気の成分であると考えられます。

恐怖の猛毒生物 イモガイ編

この世の中にはとんでもない猛毒を持った生物が数多くいます。

代表的な例としては蛇がおり、世界中には様々な毒蛇が生息しており、日本にも毒蛇はいます。

そして、毒蛇による死亡事故は相当なものであり、人間を殺傷した生物の第3位に蛇が入っているほどです。

しかし、世の中には意外な生物が猛毒を持っていることもあり、今回紹介するイモガイという貝も超強烈な毒を持っています。

たがたが貝? いいえ、ただの貝ではなく非常に恐ろしい貝であり、普通のものとは別格として見たほうが良いです。

 

1. イモガイとは?

イモガイは名前の通り、芋のような姿をした貝であり生物学的には動物界軟体動物門腹足網イモガイ科イモガイ属に分類され、約500種類ものイモガイが世界中にはいます。

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CONCHA MUSZLE W KOLEKCJI JACKA GLANCA より引用

URL : http://muszle.concha.pl/internetowy-klub-milosnikow-muszli-pasjonaci/mariusz-roszczynski-polska-warszawa/

 

このようにイモガイと言っても様々な種類が折り、上の画像を見る限りだと非常に大きいものから小さいものまで、また様々な模様があるためにコレクターも数多くいるほどです。

イモガイと言う名前に反して外見はかなり良いように見えますが当然そんなに世の中は甘くなく、冒頭にも書いたように非常に強烈な毒を持っています。

 

そして、イモガイは大きく3種類に分けられ、

  • 虫食性
  • 貝食性
  • 魚食性

となっています。

魚食性!?

貝が魚を食べるのですか!

 

実はイモガイの中には魚を主食とする種類もおり、このイモガイが最凶最悪の毒を有しているのです。強さ的には魚食性>貝食性>虫食性の順であり、一番弱い虫食性でも相当な毒性があり、貝食性以上ともなると死に至るほどの毒のものも出てきて、魚食性ともなると相当な速度で死に至るほどとなります。

 

初めに虫食性のものについて書いていきますがこの種類のイモガイはゴカイ(誤解でも五回でもなく釣りの餌によく用いられるミミズみたいな虫のこと)を主食とし、イモガイの中では最も安全でかつ最も種類が多いです。

この種類の毒では死に至ることは無いもののやはり危険であることには変わりなく、ゴカイで釣りをしていたらこの貝が釣れた!

なんてことがあったら大変です。

まあ、貝が釣り糸にかかることなど絶対にないと思うのでそのことに関しては特に問題は無いと思います。

 

次に貝食性のものについて解説をします。貝食という時点で気づくと思いますがこの種類のものは貝であるくせに貝を食べるというトンデモな種であり、他の種類のイモガイをも捕食してしまう種類もいます。要するに共食い種...

まあ、キングコブラも蛇のくせに蛇を食べるからこのような現象は自然界では数多く見られ、別に珍しいわけではないが...

では、毒性はと言いますと虫食性のものよりも当然ではあるが強く、ここら辺から死亡事故につながることがあります。

当然共食いイモガイにも警戒しなければならないが最後に紹介する魚食性のものに比べれば...

 

 

 

2. 最強であり、最恐でもあるイモガイ

真に恐ろしいイモガイは魚食性のものであり、この種類のイモガイは貝のくせに魚を捕食するとてつもなく恐ろしいタイプです。

魚食性のこの貝は毒針を発射するタイプであり、約24時間で毒針を生成し、乱射はできないものの威力は異常なほど強いです。

どれほどの威力かと言いますと対象(魚)を即死させるほどの威力であり、更に脊椎動物を攻撃するのに適した毒であるため死亡事故を軽々と起こし、強力なものだと非常に短時間に効力が発生します。

更に恐ろしいことにこの毒に対しての血清は無いためもし刺されたら自然治癒に任せるしか手段が無く、毒に負けてしまうと...

まあ、恐ろしいことになります。

 

ちなみにイモガイは熱帯地方に生息している貝で日本でも南のほうに生息しており、存在に気付かずにうっかり海に入ってしまい...

イモガイに刺されてしまうこともあります。

今は南のほうにしか生息はしていないが地球温暖化が進むと当然ではあるが北に生息域を広げ、東京湾にもイモガイが現れる可能性も十分考えられます。

そうなると海で泳げなくなるかイモガイに刺される可能性も出てきます。

地球温暖化はこういう所でも猛威を振るっているのか...

 

このように書くと魚食性のイモガイの脅威に怯えなければならないように見えますがイモガイにも意外な天敵がいます。

それはカニであり、硬い甲羅はイモガイの毒針を一切通さず一方的にイモガイは捕食されます。

つまり、カニさえいれば海の平和は守られるということか...

しかし、カニばかり増えても海に入りたく無くなる上に生態系も崩れてしまうが...

 

まあ、カニに頼る方法は良くないのでイモガイ対策を自力で考えるとなると...

イモガイによる事故が起こる原因は先ほど書いたようにイモガイは外見がきれいなのでうっかり拾って刺されるパターンが多いため、きれいな貝(上の画像)を見ても触らないようにし、海にもし入る場合はサンダルなどで防御するようにしましょう。

 

 

 

ちなみにイモガイは危険な生物ランキングで1位になったことがあるほどの生物であり、サメなんかよりも圧倒的に危険であることが分かります。

実際に恐ろしい生物は有毒生物であるし...

このように海の中には有毒生物が数多くいるので海で泳ぐ場合は十分気を付けましょう。

 

 

 

もし、水の密度が今よりも大きくなったらどうなるのか?

今回書く記事は1記事前に書いた話と関連性がかなりあり、水の密度についてです。

ご存知の通り水の密度は1㎤あたり1gであり、意外なほど重い物でもあります。

そして、もしこの密度がさらに上がった時にはどのような影響が出るのでしょうか?

例として

  • 水圧が今以上に強くなる
  • 雨の落ちる速度が速くなり、大変恐ろしいことになる
  • 河の馬が泳げるようになる

などが考えられます。

 

では、これらの事情を順を追って話したいと思います。

 

1. 水圧の強さ

水圧に関しては1つ前の記事で書きましたが水の密度が増えれば当然ではあるが水の質量も増え、水圧も今以上に強くなります。

水の密度は常温常圧では1.0 g/㎤なので水深10.34メートル潜るたびに1気圧ずつ増えていくがもし、水の密度が1.2倍になると単位面積当たりの質量が増加するので水深10.34メートルの地点では大気圧+水圧=2.2気圧になってしまいます。

 

f:id:DS930810:20170918210714j:plain当然ではあるが大気圧と同じ圧力になる深さは密度が大きいほうがより浅くなり、普通の水では10.34メートルごとに1気圧ずつ増えていくが密度が1.2倍になると8.614メートルごとに1気圧ずつ増えていく計算になります。

言うまでもなく、これほど水圧が増えると深海の生態系も変わり、深海魚がより浅い箇所に生息したり、クジラの潜る深度も浅くなります。

まあ、後に書くつもりであるが密度が大きくなるとそれほど浮力も増すので潜ることは相当困難になり、最悪海に住む生物がいなくなる可能性もあるが...

 

ちなみに先ほどの記事で書いた8,178メートルに生息する深海魚もより浅い箇所に移動することになり、この深さの水圧は792気圧なので密度が1.2倍になると6,815メートルでこの圧力になります。

つまり、先ほどの深海魚は現在よりも1,300メートルほど浅いところで生息することになります。

またはもっと強い圧力に適応できるようになるのか...

 

このように水圧が増えると海にいる生物にとってかなりの影響力がですが実際にはもっと驚異的なことになります。

これに関しては最後の項目で書きたいと思います。

 

 

 

2. 雨が痛くなる?

水の密度が増えると影響が出るとなるとやはり雨の影響です。

雨は言うまでもなく水であり、雨の速度は空気抵抗によって最終速度が一定になっています。

当然ではあるが空気抵抗がないと弾丸のごとく雨が降り注ぐことになり、地上には生命体が育つことは無くなると思います。

では、もし水の密度が増えると雨はどのようになるのかを書いていきたいと思います。

 

雨の最終速度は質量と重力加速度に比例し、空気抵抗係数に反比例します。

空気抵抗は一般的には速度の2乗に比例すると考えられているのでここでは速度の2乗に比例するとした上で雨の大きさが密度が普通の雨と同じ場合のことを考えましょう。

雨の大きさが同じだと質量は当然ではあるが増え、最終速度は増し、更に質量が大きければ大きいほどエネルギーも増します。

もし、仮に密度が1.2倍になったと考えると...

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質量が1.2倍になるため最終速度はルート1.2(1.095)倍になり、エネルギーに至っては1.44倍にも増します。

つまり、今までは雨が痛くなくても密度が増したことで雨が痛くなり、更に密度が増すと雨でケガをしたり傘が貫通する可能性もあります。

ちなみに密度がX倍になるとエネルギーはXの2乗倍になります。

 

まあ、これは雨の大きさが同じ時の場合であり、雨水が小さくなると影響は無くなりますが...

 

 

 

3. 泳ぎやすくなるが...

最後は浮力について書いていきたいと思います。

冒頭に書いた河の馬とは偶蹄目に属する生物であり、クジラと最も近縁であると言われている草食動物のことであります。

しかし、草食とは書きましたが最近では肉食をしている所が多々目撃されており、狩りをすることもあります。

しかも馬は奇蹄目に対して河の馬は偶蹄目である上に全く馬とは似ていません。

 

もうわかったと思いますがカバ(河馬)のことです。

 

実はカバは河に生息している馬のくせに泳ぐことができません

何故かというとカバの密度は水よりもわずかに大きく、水より密度が大きいと浮力よりも重力が勝ってしまうので水に沈み、結果として泳ぐことができないのです。

 

ここで水の密度が大きくなると浮力も大きくなり、カバの密度は水よりも少しだけ大きいだけなのでカバは浮くことができる、即ち泳ぐことが可能となります。

普通の水だと水深5メートルでも溺れますが...

 

これだけ書くといいようにも思えますが浮力が大きくなると潜りづらくなるという欠点も出てきて多くの魚が水面上に上げられて結果として死んでしまうという悪影響も出ます。

当然ではあるがこのようなことが起こると海にいる生物が水面に浮かんでいる地獄絵図が展開され、漁業や生態系は壊滅します。

 

 

 

このように水の密度が大きくなると雨が弾丸化したり、魚が住めない水となってしまうので今の水の密度が最適であります。

 

逆に密度が小さくなると魚が泳げなくなるようになります。

 

 

圧力とは何なのか? 実は1気圧はとんでもなく強かった!

今回の記事は圧力について書いていきたいと思います。

圧力と聞くと気圧があり、1気圧は1,013ヘクトパスカルであるがこれは何を意味しているのでしょうか?

初めに圧力についての説明から始めたいと思います。

 

1. 圧力とは?

圧力という物理量は単位面積あたりにかかっている力のことであり、単位としてパスカル(Pa)を用います。

1パスカルは単位面積(1㎡)あたりにかかる力(1N)なので単位はN/㎡と書くこともあります。

1パスカルの大きさは上記のように1㎡の面積に1Nの力がかかる大きさであり、力は質量に加速度をかけたものであり、ここでの加速度は地球の重力加速度(9.8 m/s2)のことなので1Nの力というのは102gの物体にかかる力のことです。

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これが1パスカルであり、地球上では102g程度の質量となるが重力の小さい火星や月だと1Nを作り出すのにさらに大きい質量が必要となります。

 

そして、地球の気圧は1,013ヘクトパスカルであるがヘクト(Hecto)と言うのは単純に100倍を示す接尾辞なので1,013ヘクトパスカルは101,300パスカルということになります。

このように聞くと地球の圧力は大変大きいように見えますが実際にそうであり、地上では1㎡に10.34トンほどの物質が乗ったほどの圧力がかかっているのです。

この質量は空気の質量であり、地球上には相当な量の空気があることがうかがえます。

また、10.34トンともなると地上最大の重さを誇る動物であるアフリカゾウの体重を余裕で超えるほどの質量であり、このような質量のものを載せるとまず圧死します。

 

けれどもこれは1㎡にかかる力のことであり、実際に人体にかかる力はこれよりも小さいです。

人体の面積を25×25(㎠)と置くと1㎡の16分の1となるので実質掛かる圧力は646㎏ほどとなります。

...なんかこれでもとんでもない質量に見えますが...

実際に頭の上に646㎏の重量のものを置くとやはり耐えられません。

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このようにたとえ人体だけに限定してもとんでもない質量がかかっており、1気圧の大きさと空気の量の多さが分かります。

 

しかし、これほどすさまじい力がかかっているのにもかかわらず生命体が耐えられるのは1気圧に適応したように作られているからであり、逆に圧力が小さくなると抑えるところも抑えられなくなり、高山病のような症状が起こります。

逆に気圧を加えると押しつぶされてしまうが世の中には超高圧に適応した生物も存在します。

 

 

 

2. 水圧の強さ

大気圧は文字通り大気による圧力のことですが水圧は言うまでもなく水による圧力です。

例えばプールに1mほど潜るとかなりの圧迫感を感じますがあの圧迫感は水圧によるものです。

では、水深1mの圧力はどれほどのものなのでしょうか?

ここで、水の密度を1g/㎤と置くと...

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実は大気圧の10分の1も無く、それでも相当な圧迫感を感じるので大気圧は見えないだけで非常に大きいことが分かります。

では、水圧は水深何メートルで大気圧と同じになるかと言いますと...

10.337mほどで大気圧と同じ力がかかります。

もちろん大気圧も加わっているので水深10.337mでは2気圧かかっており、ここまで来ると相当な圧力となります。

 

つまり、水圧は10.337m潜るたびに1気圧ずつ増えていき、100m潜ると10.67気圧ほどかかります。

当然ではあるが深海魚はこれ以上深いところに生息しており、2017年現在最も深い箇所に生息する深海魚は水深8,178mもの深さの所で生息しており、ここまでくると水圧も異常なことになっており、何と792気圧となっております。

この気圧は金星の気圧の9倍近くもあり、金星に送りこまれた探査機が90分ほどで潰された事例があるので圧力に対する耐性の面ではこの深海魚が探査機を圧倒しています。

まあ、探査機は1気圧の環境で作られているので潰れると言ったら潰れる上にこの深海魚は当然ではあるが792気圧に適応できるような体となっているため、地上に持っていくと当然破裂します。

けれども792気圧は1㎡あたりに8,188トンの力もの力がかかっており、1㎠当たりでも818.8㎏の力がかかっています。

いくら深海に適応していると言えどもこの圧力に耐えられるとは...この世の中にはトンデモ生物がこのように数多くいるのです。