地球の寿命はおよそ100億年。
今から約50億年後に太陽が燃え尽きた時、月と共に最期を迎えると予測されています。
しかし、そこまで地球は持たない可能性がある、太陽以外の原因で寿命を迎えるという説も複数あり、故スティーブン・ホーキング博士も地球の先は短いと警鐘を鳴らし続けていました。
今回は地球の最期について、考えられているパターンを5つ紹介していきます。
太陽とともに地球が終わるのは何故？
まずは最も有力視されている地球滅亡の原因である、太陽の消滅と共に地球は寿命を迎えるという説について紹介していきます。
太陽は燃えているガスの塊です。表面の温度は6000℃を超えると言われており、現在地球に届いている太陽の熱はその22億分の1程度とされます。
つまり太陽は猛烈に煮えくり返る強大な質量とエネルギーを持った恒星であり、その中心部となるコアの火力は莫大で人類がこれまでに生み出した核兵器の力を全て足しても足元にも及びません。
太陽は絶えず水素の原子核を融合させてヘリウムの原子核を生み出しており、この反応が起こる度に少しずつエネルギーが放出されています。
計算によると太陽の内部では毎日7億トンもの水素が6億9500万トンのヘリウムに変換され、消費する水素と発生するヘリウムの差となる500万トンが太陽の質量から消費されていきます。
そしてこの活動で生み出されるエネルギーは、1メガトン級の核爆弾を1000億個爆発させた時に生じるものに相当すると言われているのです。
そこまで大きなエネルギーを生み出しながら太陽が爆発を起こさないのは、星そのものの質量が非常に大きいからです。
地球で同じようなことが起これば星ごと大爆発となるでしょうが、発生する熱が星を膨張させようとしても、それを押しとどめるだけの重力を太陽が持っているため、爆弾の様に爆発せずに熱を上手く放出し続けていけるのです。
しかし太陽の質量も永遠に持つわけではなく、およそ100億年で完全になくなると予想されています。
この後、太陽は膨張を抑え込むだけの重力を徐々になくしていき、約50億年後には現在の200倍の直径に膨れ上がって表面のガスが剥がれ落ち、コアの燃えカスである芯だけになって宇宙に消えていくと考えられています。
そして太陽が膨張するにつれて地球との距離も縮まり、太陽が燃え尽きる時に地球も共に焼かれて蒸発し、寿命を迎えると考えられています。そしてこの時には地球の衛星である月も一緒に焼かれて、消滅すると予想されているのです。
これは決して避けられない事態のため、どんなに長くても地球の寿命は最長でもあと約50億年と言われています。
小惑星や彗星の衝突で地球は終わる
1992年10月9日、バスほどの大きさの流星物質が地球の大気に突入し、巨大な火の玉となってアメリカ上空を北東方面に横切っていく様子が数万人もの人に目撃されました。
もととなった岩石は空を突っ切りながら分解されて、最終的にアメフトのボール程度の大きさになった破片がニューヨーク州ピークスキルに住む女性の車のトランクにぶつかり、テールの端に穴を開けました。
この流星物質は後にピークスキル隕石と名付けられ、下の写真がこの時に被害に遭った車のものなのですが、隕石で破損したというよりは塀かなにかにぶつかったように見える損傷具合です。
宇宙からは常に地球をめがけて岩屑が降り注いでいますが、その大多数は大気圏に突入するとすぐに燃えてなくなってしまい、上でお伝えしたピークスキル隕石のように地上まで届くケースは稀です。
隕石が原因で地球が焼け野原になるどころか人に隕石がぶつかって怪我をさせる可能性すら非常に低いのですが、ならば隕石は地球にとって脅威にはならないかというと残念ながらそうは言いきれず、なかには大惨事を起こすほどの隕石も存在するのです。
1908年6月30日、地球と直径70m程のかなり脆い岩石とが同じ時刻に同じ場所に到達しました。この岩石の軌道は地球の軌道と交わっていたために、いずれ2つの天体が同時に交点に来ることは必然でした。
この岩石が衝突したのはシベリアのポドカメンナヤ・ツングースカ川付近の人里離れた地域で、岩石はロシア上空で大気圏に突入した後に圧力で分解されて、それぞれの破片がエネルギーを放ちながらさらに細かくなって拡散していきました。
この時に放出されたエネルギーはTNT爆弾に換算して5メガトンに及んだとされ、これは第二次世界大戦時に広島に投下された原爆の数倍ものエネルギーとなります。
後にツングースカ大爆発と呼ばれる厄災の中心地となったエリアでは、数百㎢に渡って木々がつまようじのようになぎ倒され、爆心地の木々だけが枝葉を落としながらも何故か立っているという不思議な状態が見られました。
ツングースカ大爆発では衝突によるクレーターが見つかっておらず、元の天体の破片と確定されたものも発見されていません。岩石は地表から数km上空で爆発して全て蒸発したと考えられているのですが、それでもこれだけのインパクトを地球に与えました。
しかもこの時は被災地となった場所に人が住んでいなかったことから被害は最小限に食い止められたものの、これがもし大都市で起きていたら、ものの数分で万単位の人命が失われた可能性もあります。
また衝突してきた物体がさらに大きなものであった場合、比例して被害も大きくなります。恐竜が絶滅したのは6500万前には直径10kmほどの小惑星が衝突したことが原因だという説が有力視されていますが、今後もっと大規模な惑星衝突が地球の軌道上で起こる可能性も否定できないのです。
小惑星をどう迎え撃つ？
引用元:https://www.cinematoday.jp
恐竜の時代と現代とで大きく異なるのは、人類には宇宙計画があるということです。小惑星の軌道は予測することができるため、地球の軌道上にあるものは映画『アルマゲドン』のように爆発させればよいのではないかと考える人もいるでしょう。
しかし、現実には小惑星を核で破壊できるという確実性はないのだそうです。多くの小惑星は固い鉄でできているため、核爆弾をぶつけたところで温度が上がる、もしくは少し変形する程度の変化しかないのではないかと言われています。
しかも小惑星の中には密度が非常に低く、数値上は発泡スチロールかと思う程スカスカのものまで存在します。これらは小さな瓦礫が寄せ集まってできたものだということが判明しており、瓦礫の集合体に威力の高い爆弾をぶつけてみても衝撃を吸収してしまう可能性も指摘されているのです。
また運よく小惑星を破壊できたとしても、その破片が地球に降り注いだ場合、単に被害が広範囲に及ぶだけではないかという意見もあります。
このような理由から近年では多くの科学者が小惑星を核爆弾で撃ち落とすというアイディアを見直しており、小惑星のそばで爆発を起こして軌道を逸らせばよいのではないかという案も出てきました。
しかしこの方法にも問題点があります。小惑星が地球から離れている程、軌道変化の量は少なくて済むことから、衝突が予測される時期から10年ないし20年前に行動を起こすことが望ましいとされているのです。
ところが小惑星は光度も低いために発見が難しく、地球の軌道上にあることが分かった時点で衝突までに時間的猶予がない可能性も高いです。
また実際に爆発をさせてみないとどれだけ軌道がずれるのか不明なうえ、次に太陽の周りを回ってきた際に再び地球の軌道上に戻ってきている恐れもあります。つまりやり直しのきかない一発勝負に、地球に暮らす生命の命運を任せることになるのです。
それならば爆弾ではなく物体を小惑星にぶつけて軌道を変えてはどうかというアイディアもあり、これは実際に2005年にNASAが探査機・ディープインパクトを使い、重さ約370kgの銅製のブロックを秒速10km以上の速さで彗星にぶつけるという試みに成功しています。
引用元:https://natgeo.nikkeibp.co.jp/
他にも小惑星にロケットを着陸させ、その場で逆に固定させてエンジンに点火して緩やかに軌道を変えられないか等、様々なアイディアが惑星衝突を避けるべく検討されています。
一方で小惑星よりも軌道の予測が困難な彗星では、衝突の回避の難易度がさらに上がります。小惑星や彗星が地球に衝突する確率は限りなく100%に近いとされており、対策を考えておかなければ太陽が燃えつきるよりも先に惑星衝突などで、地球と地球上の生命が消滅する恐れも否定できないのです。
ガンマ線バーストで焼かれる
引用元:https://www.nikkei.com/
可能性としてはかなり低いと言われていますが、ガンマ線バーストが原因で地球が最期を迎えるという説もあります。
ガンマ線バーストとはブラックホールの誕生と共に発生した高エネルギーの爆発と考えられており、宇宙の歴史上でビッグバンに次いで大きなエネルギーを放つ現象とも言われています。
1962年にアメリカは、スターフィッシュ・プライムという爆弾を太平洋の辺鄙な海域上空で爆発させました。この時、実験現場から千数百㎞離れた場所であったハワイの街中で巨大なエネルギーパルスが生じ、核実験の影響が軍や科学者の想定をはるかに上回ったことが問題となりました。
この経験を受けて誰もいない海域や上空であっても核実験は被害が大きいと感じたアメリカとソ連は核実験禁止条約を締結したのですが、冷戦下にあった両国は、互いに月の裏側などに眼につかない場所で相手が核実験を行うのではないか？と疑心暗鬼に陥りました。
そしてアメリカはソ連を監視するために、放射線検出器を人工衛星に乗せて打ち上げたのです。後の1967年にアメリカの2基の衛星が宇宙空間でガンマ線が放出されていたことを検出したのですが、これが核爆発が見せるデータとは異なっており、どこから発生しているものかは全くわかりませんでした。
ガンマ線は恒星の爆発や、太陽フレアや核兵器のような高エネルギーの物理現象でしか生まれません。しかし、観測されたガンマ線は太陽とも超新星とも関係なく、1991年になってやっとガンマ線バーストには2秒以上続くロングバーストと、2秒以下で消滅するショートバーストが存在することが分かったのです。
そしてショートバーストは高エネルギーを発し、ロングバーストが低いエネルギーを発することが分かり、ガンマ線バーストの空間的分布の中心地点に地球があることも判明しました。
引用元:http://www.optronics-media.com/
最終的にブラックホールの爆発時にガンマ線バーストが発生したと考えられるようになったのですが、統計的には地球が過去のどこかで比較的近距離でガンマ線バーストを浴びた可能性は高いと推測されています。
4億4000万年前にオルビドス紀が終焉を迎えた際、地球上の半数の種が消失する大量絶滅の原因となったのが、ガンマ線バーストだという説があります。
生物が全滅したのではなく、半分の種が生き延びられたのは地球が自転しているからです。ガンマ線バーストが影響を与える時間は長くても10秒未満であるため、仮に太陽系全体がビームに飲み込まれたとしても、ビームが当たるのは地球の半球だけです。
しかしながら半分でも当たれば地球を覆うオゾン層が一気に破壊されることから、太陽光やガンマ線バーストが全て地表まで届くようになり、放射線の影響を受けづらい昆虫などを除いて地球上の生命は死滅する恐れがあるとも考えられています。
このような話を聞くと恐ろしい存在に感じるガンマ線バーストですが、地球の近くで発生する確率が観測上極めて低いことから、これが原因で地球が滅ぶ可能性が低いとされます。
どんなに強いエネルギーを持ったビームであっても、発生源から地球までの距離が遠ければ影響はありません。そのため今現在でも不明なことが多いものの、ガンマ線バーストが原因で近い未来に地球が滅びる心配はないと言われています。
超新星に吹き飛ばされる
1054年7月4日、おうし座に新しい星が誕生しました。中国の天文学者はこの星について「天空で太陽と月に次ぐ明るさを持つ金星よりもさらに明るかった」と記録しています。
この時に天文学者が観測したのは最も大きく、最も恐ろしい天文現象である「超新星」であり、当時は空に突然現れた光の塊にしか見えなかったかもしれません。
しかし1000年が経った現在も超新星爆発が起きた地点を中心に数兆kmに渡ってガス雲が発生し、今でも猛烈な熱を放って超音速で広がるガスが周囲の低温のガスにぶつかって生じる衝撃波で、超新星の残骸は数千度に温められ続けているのです。
このガス雲は小型の望遠鏡で見た現在の形が蟹に似ていることから、かに星雲と呼ばれています。かに星雲までの距離はおよそ6500光年とされますが、これほどの距離があり、さらに爆発から10世紀を経てなお、地球から観測できる最も明るい星雲の1つです。
これは爆発した際に超新星が凄まじいエネルギーを放ったことの証拠であり、太陽が生涯で生み出す総エネルギーに匹敵する程の力が、超新星の爆発時に発生したと考えられています。
事実、平均的な超新星は1つの銀河に含まれる数千億の星の光を全て足した明るさを軽く凌ぎます。
かに星雲は地球と太陽の4億倍の距離離れた場所にあるため、爆発が起きた際にも地球に被害を及ぼしませんでした。しかし近い距離で超新星が爆発を起こした場合、地球も滅ぼされてしまう恐れがあるのです。
地球から見て危険な超新星予備軍は？
超新星は危険な存在ですが、地球の近距離には今後超新星爆発を起こす可能性がある星は存在するのでしょうか？地球から1000光年以内の距離にあり、今後超新星になる可能性がある星には以下のようなものが挙げられます。
- おとめ座のスピカ / 質量・太陽の11倍 距離260光年
- さそり座のシャウラ / 質量・太陽の11倍 距離365光年
- さそり座のジュバ / 質量・太陽の12倍 距離400光年
- さそり座のアル・ニヤト / 質量・太陽の12倍 距離400光年
- オリオン座のペテルギウス / 質量・太陽の12～17倍 距離425光年
- おおいぬ座のアダーラ / 質量・太陽の10～12倍 距離430光年……など
この他にも複数の星が超新星になる危険性を秘めているのですが、どの星についても何年後に必ず爆発するという予測はできないものの、必ずいつかは爆発すると考えられています。
爆発する星の近くにいた場合、最も危険なのは飛び散った破片による被害です。現在予想されている超新星になる可能性がある恒星の中で、最も地球から近いのはスピカです。
しかしスピカが爆発した場合でも、地球そのものに影響を起こすほどの破片は降り注いでこないと予想されています。仮に10光年の距離で超新星ができたとしても、地球にぶつかる物質の量はおよそ4000万トンです。
4000万トンと聞くと途方もない質量に感じられますが、これを地面に置くと高さ300～400mくらいの丘程度であり、地球全体にまんべんなく均した場合は1㎡あたり0.1gにも及ばず、雨粒1つ程度の影響力しかないのです。
超新星が爆発すると何が危険なのか
爆発による破片が危険でないのなら、超新星の何が問題なのでしょうか？超新星の爆発時に生じるガンマ線やＸ線は、地球上の生命に甚大な被害をもたらす恐れがあります。
ガンマ線バーストの時と同様に超新星爆発でもガンマ線が放出されればオゾン層が破壊されるため、人間を含む生物に影響を及ぼすでしょう。
このことは科学者の間でも問題視されており、近距離で超新星が生まれた場合は地球の大気にどの程度被害が及ぶかについて、シミュレーションも行われています。
モデルによって導かれた結果は異なりますが、超新星が地球の生態系を壊すほどのダメージをオゾン層に与えるには、地球から25～100光年の距離内で爆発する必要があるとされます。もちろん、そこまで地球から近い距離に超新星は存在しません。
ならば超新星が爆発したところで地球には影響が無いのでしょうか？重い星ではヘリウムがコアに溜まり、やがて核融合が起きて炭素や酸素が発生します。
しかし軽い星では外層の重さでは十分な圧力にならず、ヘリウムの核融合が起こりません。そのためヘリウムが星の中心にひたすら溜まっていき、高密度の球ができあがります。
そして軽い星は膨張して温度が下がり、赤色巨星となるのですが、赤色巨星のコアの表面の重力は弱まるため、表面にガスが星の周囲に留まることができず、宇宙空間に飛び出していくのです。
この赤色巨星から放たれる高密度の物質の流れを、天文学者は「恒星風」と呼んでいます。赤色巨星の恒星風は非常に密度が高く、星野外層は僅か数千年ですっかり吹き飛ばされてしまうこともあります。
こうしてコアが露出した状態の星を白色矮星と呼ぶのですが、白色矮星は一般的な恒星と等しい重力を持ちながら密度が非常に高く、表面重力は地球の数十万倍にもなるとされます。
引用元:https://scienews.com/
ほとんどの白色矮星はガスを霧散させながら恒星間に漂う冷たいガスと混ざり合って、数十億という時間をかけて冷えて暗くなり、ひっそりと消えていきます。
しかし、中には大規模な爆発を起こす白色矮星もあります。それは2個の星がお互いのまわりを回る連星や多重連星が白色矮星になった場合です。
連星の片方が白色矮星になり、片方が赤色巨星になると、距離が近すぎることから白色矮星が強力な重力で赤色巨星からガスを引きはがして取り込んでしまい、この物質(ほぼ水素)は白色矮星の表面に雪の様に積もります。
そして白色矮星はその重力で積もった物質を押しつぶし、溜まった水素が一瞬で核融合を起こす、つまり水素爆弾のように爆発を起こすのです。
このような爆発を起こす可能性が高い連星は地球の近くにもあります。それは夜空で最も明るい恒星であるシリウスです。
シリウスと地球の距離は僅か9光年であり、主星であるシリウスAは太陽の約2倍の質量を持つ一般的な恒星。そしてその周囲を回るシリウスBは太陽とほぼ同じ質量を持つ白色矮星です。
シリウスAとBの間には距離があるため、数千万年後にシリウスAが赤色巨星になっても、2つの星は干渉しあわないのではないかという予測もありますが、シリウスBが爆発を起こす可能性は否定できません。もっとも現在の段階の予測では、シリウスが爆発を起こしても地球が巻き添えになって消滅するということはないと考えられています。
ブラックホールが接近する
引用元:https://natgeo.nikkeibp.co.jp/
やや突飛ではありますが、ブラックホールが地球に近づいてきて地球が消滅するという説もあります。ブラックホールは銀河系の至る所にあり、宇宙規模で見れば普遍的な存在です。
地球から最も近いブラックホールは現在知られている限り、はくちょう座X-1であり、地球から6500光年離れています。
距離があるために地球はブラックホールの影響を受けずに存在していられますが、もしブラックホールが銀河を移動してきた場合はどうなるでしょう。
単独で移動していた場合は一切の光を放たないうえにブラックホールの直径は一般的に数kmと考えられてているため、小さすぎて観測することはほぼ不可能だと言われています。そのため地球に近づいてきていることが分かった時点で、ブラックホールに対処できる時間は残されていないと考えられているのです。
万一ブラックホールが太陽系に近づいてきたと仮定すると、太陽の重力をブラックホールの重力がしのぎ、太陽とブラックホールが接近したことで軽い天体、つまり惑星は太陽系の外にはじき出される恐れがあります。
ブラックホールが太陽に近づいた場合、地球に訪れる最期としては、太陽へ落下して燃えつくされるか、ブラックホールに落下して飲み込まれるか、太陽系の外に放り出されるかのいずれかと考えられるでしょう。そしてそのいずれの結末を迎えても、地球は滅ぶこととなります。
ただ、ブラックホールが広大な宇宙の中から太陽系に狙いを定めて突き進んでくる可能性は「ゼロとは言えない」程度のものだとされているため、そこまで悲観する必要はないようです。
まとめ
2017年にホーキング博士は地球は温暖化が原因で気温が250℃を超え、硫酸の雨が降る金星に近い環境になるだろうとBBCのインタビューで語っていました。
こうなると星そのものが存在していても生命は生きることができず、人間にとっての地球は「死んだ星」になったと言えます。
宇宙からの外的な要因で地球が太陽よりも先に消滅するとすれば、現在の段階では避けられない惑星衝突があったという事態くらいしか考えられませんが、内部から地球が壊されて住めなくなる可能性はだいぶ前から指摘されてきました。
流石にホーキング博士が晩年に指摘したようにあと100年で地球に生物が住めなくなる、ということは考えたくありませんが、宇宙からやってくる脅威よりも、地球上で起きていることを案じた方が少なくとも現在の段階では賢明なのかもしれません。