理科+数学の話ー。
でたらめ・てきとうな理科の時間です。
もしも地球*1が気体(きたい)*2だったら、
地下(ちか)*3とか中心部でどれくらい気圧*4を受けるの?って話を適当に考えてみました。
計算や前提が適当かつ、かなり間違っている可能性があるので、ご注意を。
前置き。
天気予報*5で「気圧(きあつ)」とか「ヘクトパスカル(hPa)」*6などの単語を聞いていて
「山*7などの高所では気圧が薄い」という話を思い出していたのですが。
そこから「逆に低いところでは気圧が高くなるのか?」ということを思いつきました。
なので理科はあまり詳しいわけではありませんが、考えてみました。
どっかに正確な試算やデータがあるかもしれませんが、今回は自前の計算で。
(※深海で水圧が高いことは知っていますが、水と空気*8でまた違うかもしれないので今回は空気で考えてみました)
まずWikipediaによれは海面(海抜0m)上の「大気圧」、つまり空気の圧力は平均「1013.25 hPa 」、まあ約「1013hPa」って感じらしいです。
で、
・低高度では概ね 10 m の上昇に対して「1 hPa」変化する
・計算上、富士山頂(3776m)で約0.7気圧、高度*95,500 m で約0.5気圧、エベレスト(8848m)の頂上では約0.3気圧になる
とのことです。
ここではつまり上に「1km」移動することで、「0.1気圧」減っている感じですね。
ただし高度が高くなるにつれて変化は緩やかになるみたいなので、実際は違う可能性もあります。
逆に高度が「海面」(海抜0m)よりも「低く」なると一気に気圧は大きくなる可能性もありますが、
今回は計算のしやすさから「概ね 10 m の上下動に対して1 hPa変化する」ものとします。
上下どっちに行っても、10mで変化すると。
すると海面と同じ高さの地面、「地上」(0m)があるとして、そこから地下へ下がっていくと、
「気圧」の上がり具合は
・1m下がった所:「地上」+0.1 hPa
・10m下がった所:「地上」+1 hPa
・100m下がった所:「地上」+10 hPa
・1000m下がった所:「地上」+100 hPa
・1万m下がった所:「地上」+1000 hPa
・10万下がった所:「地上」+1万hPa
・100万m下がった所:「地上」+10万hPa
みたいな感じでしょうか。すごいざっくりですが。
この計算で行くと、
・地下方向に「富士山」(3776m)と同じくらいまで下がった所:
…1390 hPa(1013+377 hPa=1390 hPa)
・地下方向に「エベレスト」*10(8848m)と同じくらいまで下がった所:
…1897 hPa(1013+884 hPa=1897 hPa)
・気圧が地上の2倍(2026 hPa)になる所
…「地下10130m」(地下に10.13km)
1013+1013=2026、1013×10=10130
って感じでしょうか。
で、Wikipediaによれば地球の中心である「内核(ないかく」、いわゆるコアは
地下およそ「5,100kmから6,400km」のところにあるようです。
今回は地球の忠心は地下「6400km」にあるとして、
メートルに直すと「6400000m」(640万メートル)。
10mにつき1hPa変化するので、640万mを10で割って「+64万hPa」。
つまり、仮に地球が全部空気だった場合、中心で受ける気圧は
1013+64万=641013
「64万1013 hPa」って感じですかね。
…自分で計算しましたが、本当かなこれ。
シンプルに言って地上(1013hPa)の640倍、空気が重い感じの世界といったところでしょうか。
かなりヤバそうですね。
バトルマンガとかで「重力○○倍」とか「100Gの力をくらえ!」とかありますが、それよりやばそうですね。
まあ重力を実感するのは空気によってのことが多そうなので、ほぼ「空気2倍重い」≒「重力2倍」っぽいかもですが…。
まあ計算が合っているかはともかくとして、
自分で適当に考えて、データをいじくってみるのもなかなか楽しいです。
みなさんも試してみるといいかもしれません。
でかい数字だと意外とすごいことになって楽しいかもですよ。
まあそんな感じで~。
*1:「地球(ちきゅう)」については 12/22 理科:地磁気(ちじき)の話 - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*2:「気体(きたい)」については 1/16 英語:「氷」関係の英単語~氷魔法アイスクリーム~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*3:「地下(ちか)」については 1/8 歴+ゲーム:ロマンと理想は地下(ちか)にある!? ~伝説の地下都市「アガルタ」の話~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*4:「気圧(きあつ)」については 1/18 理科:高気圧(こうきあつ)・低気圧(ていきあつ)の話メモ ~温度(おんど)と日射(にっしゃ)と上昇気流~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*5:「天気予報(てんきよほう)」については 7/3 学習:先に後悔して勉強する方法!? ~「なんちゃってタイムスリップ」~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*6:「ヘクトパスカル」については 6/3 理科:理科も漢字でごろ合わせ!? ~ゲーム「理科ゴロ合わせ-夜露死苦(よろしく)-」!~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*7:「山(やま)」については 12/26 英語:単語/関係(かんけい)を意識してみる ~石と山とか、朝と夜とか~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*8:「空気(くうき)」については 5/22 理科:四大元素(しだいげんそ)の話 ~地水火風~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*9:「高度(こうど)」については 10/11 理+生:高度(こうど)が「上がる」と、「下がる」ものなーんだ? ~「高度」と色々な要素~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。
*10:「エベレスト」については 1/24 こころの話:「もしも世界が山ならば」 - のっぽさんの勉強メモ を参照。