もっさりさんの予感!

シベリアンジョーク集積所

もっさりと更新予定もさ。

2008年12月29日

テラフォーミング、クジンフォーミング、アラキスフォーミング

http://tfr.seesaa.net/article/96447129.html
「水量の少ない乾燥した惑星の方が、暴走温室効果やアイスアルベドフィードバックを免れやすい」と書いたもさ。
「陸惑星」「海惑星」でweb検索すると専門家による解説が読めるもさ。

この場合の「乾燥した惑星」(陸惑星)とは水の蒸発量が降雨量を上回る地帯(蒸発卓越地帯。地球の中緯度地帯など)に液体の水を供給しつづけるメカニズム(海や大河)が無い惑星を指すもさ。
学問的には「惑星表面の水分布は大気中の水蒸気循環で支配される」惑星を指すもさ。
いっぽう、海洋惑星(海惑星)は「惑星表面の水分布は液体の水の移動で支配される」惑星もさね。

さて海や大河が無い、あっても低緯度までは伸びていない乾燥惑星を想定してみるもさ。
このような惑星ではいずれ蒸発卓越地帯は乾ききり、大気への水蒸気供給が頭打ちになるもさ。
水蒸気供給が頭打ちになれば暑い惑星でも温室効果が頭打ちになるのは当然もさね。
寒い惑星でも大気への水蒸気供給が減れば極地への降雪が減り、氷床の拡大が制限されるもさ。
詳しく知りたい人は「水蒸気フィードバック」とか「アイスアルベドフィードバック」等の言葉でWeb検索するときっと幸せになれるもさ。

いっぽう地球やシルヴァレイズ(ノウンスペースシリーズ)みたいな海洋惑星の場合、大気への水蒸気供給はなかなか止まらないもさ。
海洋惑星が輻射が強すぎたり弱すぎたりする軌道に配置された場合には温室効果が暴走して海が全て蒸発するまで、あるいは氷床や永久凍土が惑星を覆い尽くすその時まで、海や大河というパイプラインが蒸発卓越地帯という水蒸気発生器に水を注ぎ続けてしまうもさ。

もさもさ、乾燥惑星とはこのパイプラインを持たない惑星のこともさ。
暑いor寒い乾燥惑星の低緯度地帯には砂漠しかないもさ。
局所的・一時的(あるいは季節的)な川や湖はあるかもしれないもさが、平均的には砂漠の帯が惑星を一周しているもさね。

もちろん乾燥惑星であっても蒸発が卓越しない中高緯度地帯や極地になら永続的な湖や氷床は存在しうるもさ。
地球で言う温帯あたりには湖沼が点在するかもしれないもさ、あるいは乾燥性の草原が存在できるかもしれないもさね。
気温の日較差と年較差は激しく、乾いた強風が吹き荒れる、マリンレジャーの好きな人や乾燥肌の人などには特に辛い世界もさね。

マリンレジャー禁止?

上手い具合に大き目の湖と山脈に挟まれた平地があれば(たとえば地球のイリ川流域がバルハシ湖と天山山脈に挟まれているように)年間を通して気温や湿度が安定する一等地になるかもしれないもさが。

さてさて、SF作品でしばしば描かれるテラフォーミングについて考えてみるもさ。

「ハビタブルゾーンを巡ってはいるが表面に液体の水が存在しない惑星」
とは、粗く分類すれば5通り考えられるもさね。

・水が無い
   輻射量70〜90 
   輻射量90〜110 
   輻射量110〜170 
・水は十分
   輻射量70〜90 
   輻射量110〜170 

このうちどれが一番高い頻度で存在するのかは2008年現在の知識ではわからないもさ。
どれを改造するのが一番安上がりか検討してみることは出来るもさね。
オッカムさんから剃刀を借りてきて、前提条件を以下のようにするもさ。
・輻射量の調節は出来ない
・惑星のサイズと質量は地球と同じ
・恒星の光量と質量はソルと同じ
・星系には木星と同じ質量と軌道を持つグッドジュピターが存在する
・ソル系で言うメインベルト小惑星が存在する

とするもさね。

水が無い惑星3通りはそれぞれ、適量の水を注ぐ(星系外縁から雪球を運んで放り込む)ことで下記の改造を行う初期条件が整うもさ。

   輻射量70〜90   寒冷な乾燥惑星へ
   輻射量90〜110  好みに応じて海洋惑星や乾燥惑星へ
   輻射量110〜170  暑熱乾燥惑星へ

その後、居住可能になるまではいろいろとあって私には難しくて判らないもさ。

寒冷乾燥惑星への改造とはつまり、
火星のテラフォーミング過程の想像図http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/MarsTransitionV.jpg
で言う上から2段目相当くらいの水量で止めると言うこともさ。
これをクジンフォーミングと言うもさ。今作った言葉もさ。
この図の3段目以降は火星の海洋惑星化を示しているもさが、海洋惑星にしてから長く住むつもりならば惑星の受ける輻射量を90〜110の範囲にするなんらかの工事が必要もさ。
これは輻射量が大きい乾燥惑星の可住化(アラキスフォーミング。今作った言葉もさ。ただし、アラキスは昔は海洋惑星だったもさ)でも同様もさね。

もさもさ、とりあえず水を注ぐために要する軌道変化だけ考えてみるもさ。
ソル同等の星系(ソーラーツイン星系)内で雪球が存在しうるのは恒星から2.7天文単位以上離れた領域もさ。
この領域を漂う雪球(水分の多い小惑星)を改造対象の惑星に衝突する軌道に移行させるための最小デルタVは
   輻射量70〜90   4.80km/s 〜 5.81km/s
   輻射量90〜110  5.81km/s 〜 6.61km/s
   輻射量110〜170  6.61km/s 〜 8.45km/s

もさ。所要エネルギーはデルタVの二乗と所要水量の積に比例するもさね。


残る2つのケース
・水は十分
   輻射量70〜90 
   輻射量110〜170
は問題もさ。前者は赤道まで氷に覆われていて、後者は金星やプラトー星みたいな状態にあるもさ。
乾燥惑星になるように水量を制限するか、水蒸気の発生を抑えるなんらかの方法をとらないといけないもさ。
水量制限手段として軌道へ打ち上げることにすると、最小デルタVは7.9km/sにもなるもさ。
ロケットエンジンであれ質量加速器であれ惑星上では効率が落ちること、大気圏ぎりぎりの軌道に乗せた物体はいずれ落ちてくることを考えるともっと厳しい数字になるもさね。
要するに、水が十分で不適切な軌道にある惑星を改造するのは水が無い惑星に水を注ぐよりも所要エネルギーが大きいもさ。

では別の方法を考えてみるもさ、まずは赤道まで氷に覆われた惑星の場合を考えるもさ。
南北回帰線のあたりに大堤防を築き、両極に貯水池を掘るもさ。
そして赤道周辺の氷床上にカーボンブラックなど撒くもさ。
水を打ち上げるよりは安上がりと思うもさ、たぶん寒冷乾燥惑星の工事よりも安いもさ。



暑熱惑星の改造はもっと面倒もさね。
もさは暑いのが苦手もさから記述も避けるもさ。



もさもさ、入居物件としての暑熱乾燥惑星と寒冷乾燥惑星を考えてみるもさ。モサは日本で暮らしているもさから、日本人が入植する場合を考えるもさね。

まず模式図を下に示すもさ。
どちらの惑星も赤道周辺は砂漠(図中オレンジ)、両極は氷(図中白で示す)で覆われているもさ。
その割合はかなり違うもさね。

二通りの乾燥可住惑星

入植できる地帯(液体の水が存在できる範囲)を緑色に塗ってみたもさ。
塗り分けの比率はもっと多様で、もちろん地形の影響も受けるはずもさが私には難しくて描けないもさ。
自転軸が傾斜していれば季節によって塗り分け境界線が北上したり南下したりするはずもさが、それも私の手には余るもさ。
単純化しすぎて「両極は一面氷と雪で真っ白、入植可能地帯は見渡す限りの草原と森」みたいに見えるもさが、乾燥惑星が実在した場合にはもっと多様な景色だと思うもさ。
もちろん、仮に生命が発生し植物が繁茂していたとしても地球の熱帯雨林気候帯や温暖湿潤気候帯みたいな風景は無いはずもさね。


図中では同じ緑色に塗ったもさが、両惑星の可住地帯の平均気温はかなり違うもさ。
アラキス型惑星では可住地帯のほとんどが(水さえ確保できれば)稲の栽培が可能と思うもさが、クジン型惑星の場合は砂漠に行かないと日射量不足の可能性が高いもさ。
ちなみにクジン星の赤道上での日射量は、地球で言うと青森とかカサブランカとかアトランタくらいもさ。
砂漠に延々とパイプラインを引いて、水蒸気を節約するためにビニールハウスなりドームなりを建てて稲を栽培するもさね。


しかし米のみにて生きることあたわずもさ。
日本人が生きてゆくには魚と味噌と納豆と醤油と豆腐も必要もさね。
稲が栽培できるなら大豆や麦も栽培できるはずもさが、問題は魚類もさ。
さて乾燥惑星の塩湖は地球の海より塩分濃度が高いか低いか。
地球の海の塩分は何億年も掛けて蓄積されたと言われるもさ。乾燥惑星の場合でも湖へ流れ込む河川が少しずつ着実に塩分を蓄積してゆくと言いたいもさが、そのスケールは地球の水循環システムより小さいもさね。
この問題は湖水の循環サイクル数の考察に集約される気がするもさ。つまりモサには難しくて判らないもさ。

posted by 軍事板の筆頭もっさり TFR ◆IBMOSAtBIg at 21:08| Comment(0) | TrackBack(0) | 宇宙 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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