DS930810のブログ

筆者は自然や自然現象に関心が相当あるので自然に関する記事(天文, 地理, 生物)を書いていきたいと思います。かつては1日2記事を適当な時間に投稿していましたが今のところは午後6時に1記事投稿する形にしています。

もし、水の密度が今よりも大きくなったらどうなるのか?

 今回は水の密度が今よりも大きくなった時の影響について書いて行きたいと思う。

目次

1. 水圧の強さ

 水圧に関しては1つ前の記事で書い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る。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気圧になってしまう。

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 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となる。そして、言うまでもなく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るなどの影響もある。

 ちなみに以前の記事で書いた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等しくなる。つまり、以前紹介した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ゆる可能性も十分考えられる。

 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となるが実際にはもっと驚異的なことになり可能性も考えられ、このことに関しては最期の項目で書いて行きたいと思う。

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ある。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る。

 そして、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考えられる。

 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ここからは書いていきたいと思う。

 簡潔に言うと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する。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ため、ここでは速度の2乗に比例するとした上で雨の体積が普通の雨と同じ場合について考えていきたいと思う。雨の大きさが同じだと質量は当然ではあるが密度の分だけ増え、最終速度は増すようになる。そして、質量が大きければ大きいほどエネルギーも増すようになるため、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倍にも増すようになる。

 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考えられる。ちなみに密度がX倍になると質量もX倍となるため、エネルギーはXの2乗倍となる。

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う。

 初めにカバを例に挙げたいと思うが実はカバは河に生息しているにもかかわらず泳ぐことができない。その理由は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からである。

 しかし、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、カバにとっても暮らしやすくなると考えられる。

 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あり、その影響で多くの魚が水面上に上げられ、結果として死んでしまうという悪影響も出ることとなる。そして、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するようになる危険性も十分考えられるため、水の密度が今より大きいと生物は誕生しなかったと考えられる。

 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、逆に密度が小さくなると魚が水の中に沈んでしまい、魚が海底に張り付くこととなり、漁業が成り立たないようになる。

 以上、水の密度が大きくなった時の影響についてでした。

 

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