2008年3月11日火曜日

地球の領域、月の間合い

月ってありますよね。27日かけて地球の周りをグルグル回ってるアレです。
その月が現時点で地球に与えている影響の中で、一番有名なのは海の満ち引き(潮汐)だと思います。
月の引力が地球の公転による遠心力に打ち勝ち、一番近い海面(と一番遠い海面を)ぐいっと引き上げているわけです。この力を、潮汐力と言います。
さて、こういった構造を考えた時に一つの疑問が浮かばないでしょうか。
もっと月が地球に近かったら?

潮汐力というものは天体間の距離の三乗に反比例するので、月と地球の距離がもっと近ければ潮汐力は更に強くなります。
現在の38万5000kmという離れた距離でも、実は月は地球の海面のみならず地表までも最大20cm程度引き上げてしまっているのです。
当然逆のベクトルとして、地球からの潮汐力によって月の地表も引き上げられています。
地球の引力は月の引力の6倍程度強いので、月の表面はこの場合120cm引き上げられていると考えてしまっていいでしょう。(あくまで単純計算として)

では本題に戻って。もし月がもっと近かったら?
距離が近づくわけですから、地球からの潮汐力は更に強くなり、月の表面は120cm以上に引き上げられる事になります。
300cm、400cm・・・ぐんぐん距離が近づくにつれて表面の歪みは大きくなり、ある地点でベリッとタマネギの皮を一枚めくるように月の地表が剥がされる事になります。
簡単に言えば、地球の潮汐力に耐え切れなくなったわけですね。
この耐え切れなくなる限界点の事を、「ロッシュの限界」と言います。
仮にこのロッシュの限界の内側に達するまで月が近かったら、近すぎる月はタマネギの皮むき状態を延々と続けさせられることになり、最終的には衛星としての姿を維持できなくなります。つまり、破壊されてしまう。
要するにロッシュの限界とは「衛星が衛星でいられる限界距離」であり、「衛星が存在しえない不可侵地帯」であり、「地球が自身の殻を守る自律防御領域」でもあるわけです。
ちなみに、地球のロッシュの限界は地球半径の約2.5倍の位置になるので、地表から見たらおよそ1万2000km前後の地点となります。


今現在、月が存在するということは、月はロッシュの限界の外で生まれたという事だけは確実なのですが、もしロッシュの限界の内側で誕生していたら地球は高度1万km付近に土星のような輪っかをもつ惑星になっていたかもしれませんね。
それはそれで、見てみたい気はしますが。

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