殺人小惑星から生き残る方法

ちょっとの間、恐竜と一緒にキャンプをしたいとしましょう。でも、ただの恐竜ではありません。最も有名で、最も恐ろしい恐竜と一緒にキャンプをしたいのです。では、タイムマシンのダイヤルを6650万年前、白亜紀後期にタイムスリップしたとしましょう。

トリケラトプスを狩るティラノサウルス。地球史上最大級の生物、アラモサウルス。戦車のようなアンキロサウルスが、鉄球のような尻尾で敵を粉砕する。そして、ある晩、落ち着いた瞬間、北半球の空に真新しい星が輝く。

その星は閃光を放ったり、燃え上がったり、地平線を横切って燃え上がったりはしません。他の星と同じように静止し、きらめいているように見えます。しかし、数時間後にもう一度見てみると、この新しい星が少し明るく見えるかもしれません。次の夜、もう一度見てみると、それは空で最も明るい星になっているでしょう。そして、惑星よりも明るく輝きます。そして月よりも、そして太陽よりも明るく輝きます。そして、大気圏を突き抜けて地球に衝突し、史上最大の熱核爆発装置の1億倍ものエネルギーを放出します。それまでにテントを片付けたくなるでしょう。そして、地球の反対側に移動したくなるかもしれません。

メキシコのユカタン半島にある、現在チクシュルーブという名の小さな町となっている場所に小惑星チクシュルーブが衝突した日は、地球上の生命の歴史において最も重要な瞬間でした。先史時代のナノ秒のうちに、恐竜の支配は終わり、哺乳類の台頭が始まりました。衝突は、地上に巣を作る数羽の鳥類を除くすべての恐竜を絶滅させただけでなく、アライグマよりも大きな陸生哺乳類もすべて死滅させました。一瞬にして、地球は歴史上最も破滅的な時代の一つを迎えました。あなたは生き残れるでしょうか？もしかしたら。

適切な大陸、適切な環境でキャンプを張り、適切な種類のシェルターを適切な高度、適切な時期に探し出せば、生き延びるチャンスはあるだろうと、米国大気研究センターの気候科学者で、米国科学アカデミー紀要で最近、小惑星の落下モデルを発表したチャールズ・バーディーン氏は言う。もちろん、衝突時に地球の反対側にいたとしても（それが生きて脱出できる唯一の方法だが）、彼は迅速に行動するよう勧めている。衝撃音が聞こえたら（心配しないで、地球の反対側から聞こえます）、すぐに高台に避難して地下シェルターを見つけてください。すぐに。

これは少し大げさに聞こえるかもしれない。地球の反対側にいるなら（そうあるべきだ）、なぜ1万マイルも離れた場所に都市ほどの大きさの岩石が落下してくるのを身をかがめて避ける必要があるのか​​？しかし、小惑星を過小評価する間違いを犯すのはあなただけではないだろう。小惑星がもたらす壊滅的なリスクは、第一次世界大戦まで十分に理解されていなかった。それ以前は、ほとんどの天文学者はチクシュルーブのような巨大な衝突はあり得ないという、至福の無知に基づいて活動していたのだ。

1609年、ガリレオが望遠鏡を月に向け、月面に広がる完全な円形のクレーターを発見すると、天文学者たちは、その形成過程に疑問を抱き始めた。19世紀初頭のドイツ人、フランツ・フォン・グリュイトハイゼンなど、少数の天文学者は、小惑星の衝突が原因だと主張した。しかし、ほとんどの天文学者は、月のクレーターがほぼ完全な円形であるという、単純かつ極めて不可解な事実を理由に、この説を否定した。そして、土に石を投げ込んだことがある人なら誰でもわかるように、衝突の傷跡は本来このような形ではないはずだ。むしろ、跡は長楕円形で、乱雑になるはずだ（グリュイトハイゼンは、これらのクレーターで牛が月の草をはんでいるのを見たとも主張していたが、おそらくこれが彼の主張を助長することにはならなかっただろう）。さらに理論家たちを誤解させるほどだったのは、天文学者たちがそれぞれの窪みの中心に小さな山を判別できたことだった。そのため、300年間、大多数の天文学者や物理学者は、(1) 牛は月の牧草地で草を食んでいない、(2) 月の顔に穴をあけたのは流星ではなく月の火山であると信じていました。

そして1900年代初頭、ロシアのニコライ・モロゾフ^*をはじめとする天文学者たちが、新たに開発された高性能爆薬の観測を開始し、驚くべき発見をしました。大爆発は投げられた石とは様々な点で異なりますが、最も不吉なのは――少なくとも人類の存続にとって――衝突角度に関わらず円形のクレーターを残すことです。モロゾフは1909年に一連の実験を行った後、小惑星の衝突は「砲弾が緩い地面に落下するのと同じように、その並進運動に関わらず、周囲の塵をあらゆる方向に撒き散らす」だろうと記しました。

モロゾフの発見以前、天文学者たちは小惑星が壊滅的な被害をもたらす可能性があることを認識していた。「直径10マイル（約16キロメートル）の火球の落下でさえ…地球上の有機生命を絶滅させるのに十分だっただろう」と、ハーバード大学ローレンス科学学校の学部長であり、火山活動説の提唱者でもあったネイサン・シャラーは1903年に記している。しかし、ほとんどの人はこれを完全に理論的な考察だと考えていた。シャラーが月の火山活動説を擁護する際に指摘したように、人類の存在そのものが、このような衝突は起こり得なかったことを証明していたからだ。

モロゾフの計算はそれを変えた。月の傷跡の真の起源が分かれば、天文学者でなくても、望遠鏡を持っていなくても、小惑星が破滅をもたらす可能性を秘めており、その衝突は避けられないという厳しい結論にたどり着くことができるのだ。

シャラーは、ある意味で先見の明において間違っていた。彼が述べたのとほぼ同じ大きさの小惑星が地球に衝突し、地球上の優勢な種を絶滅させたのだ。ただ、人類を絶滅させるのではなく、トガリネズミほどの大きさの胎盤を持つ哺乳類が、やがて這い、歩き、そして黙示録へのキャンプ旅行を考えるに至る進化の道を切り開いたのだ。

トガリネズミのような祖先が生き残ったということは、あなたのような脳の大きい哺乳類にもそれなりのチャンスがあったということだ、と思うかもしれません。しかし残念ながら、トガリネズミには人類が失ってしまった終末期に適した適応がいくつかありました。昆虫を食べて生き延び、熱から逃れるために穴を掘り、その後の10年間の極寒の寒さを耐え抜くための毛皮を持っていました。あなたもトガリネズミの生存戦略の一部を真似ることができるでしょう。穴を掘って食料を増やすこともできるでしょう。しかし、進化は私たちから他のものを奪い、きらめく星が秒速約20キロメートルで地球の大気圏に突入した時、あなたの親指だけではあなたを救うのに十分ではないかもしれません。

その速度で衝突すると、地球の大気は水のように振る舞う。流星と呼ばれる小さな岩石は、池に投げ込まれた小石のように大気圏に衝突し、高高度で急速に減速する。空気との摩擦で燃え尽きるか、低高度での終端速度まで減速する。しかし、山ほどの大きさのチクシュルーブ小惑星は、水たまりに飛び込む巨石のように大気圏に衝突する。衝突まで速度を維持し、約3秒で大気圏60マイル（約96キロメートル）を突き抜ける。小惑星は中央アメリカ上空で甲高い音を立てて落下し、大陸全体に響き渡るソニックブームを発生する。

落下速度が速すぎるため、空気自体が逃げることができません。強い圧縮力によって、空気はほぼ瞬時に数千度も熱せられます。小惑星が到達する前から、圧縮され過熱された空気は、白亜紀後期にユカタン半島を覆っていた浅い海の大部分を蒸発させます。数ミリ秒後、小惑星は残った海を突き抜け、秒速10マイル（約16キロメートル）以上の速度で岩盤に激突します。その瞬間、いくつかのプロセスがほぼ同時に発生します。

まず、衝突した隕石は土や岩石に非常に大きな圧力をかけるため、砕けたり崩れたりすることなく、むしろ流体のように流れます。この劇的な効果により、クレーターの形成がより容易に想像できます。地面の起伏は、裏庭のプールで大砲が飛び散った時の2度の跳ね返りをほぼ正確に再現しているからです。最初にあらゆる方向に跳ね返った後、衝突によってできた空洞が地表に跳ね返る際に、遅れて垂直方向に跳ね返る音が続きます。

プールでは、このプロセス全体は数秒で起こります。チクシュルーブでは約10分かかりますが、その差は速度ではなく規模によるものです。衝突の瞬間にえぐり出された最初の土壁は高さ20マイル（約32キロメートル）以上あります。一時的な空洞は地球のマントルをほぼ突き破り、空洞が跳ね返って遅れて「垂直スプラッシュ」を形成すると、地球は時速1,000マイル（約1,600キロメートル）以上の速度でエベレストよりも高い高さまで隆起します。数分以内に、この山は一連の二次爆発によってほぼ完全に崩壊しますが、クレーターの「ピークリング」と呼ばれる小さな丘が残ります。これは、初期の月を眺めた人々を非常に困惑させた構造です。

小惑星がユカタン半島に衝突し、岩盤に圧力をかけるまさにその瞬間、秒速10マイル（約16キロメートル）で移動する75億トンの岩石の運動エネルギーが熱に変換されます。一瞬のうちに。

岩石が別の岩石に衝突するとなぜ熱が発生するのかは、あまり直感的に理解できません。なぜなら、私たちは通常、このスケールの運動エネルギーを扱わないからです。しかし、熱力学的には、熱とは単に分子の運動です。分子が揺れるほど、温度は高くなります。物体内の分子は様々な方法で揺らすことができますが、物理的に叩くことで揺らすことができます。釘を打ったハンマーが熱くなるのもそのためです。ハンマーの振りで約0.0001キロジュールのエネルギーが伝達されるのに対し、チクシュルーブ衝突体は約1,300,000,000,000,000,000,000,000キロジュールものエネルギーを伝達します。小惑星から岩石、土壌、そして空気に伝達された運動エネルギーは、分子を太陽表面を超える温度まで揺らします。

熱は原子から電子を剥ぎ取り、空気を電離させてプラズマの火の玉へと膨張させ、蒸発した岩石をターボチャージで満たします。そして、これらはすべて超音速で噴き出します。加熱され急速に膨張する空気と、ほぼ瞬時に地球がガスに変化したことが、隕石自体の衝撃波と相まって、時速1,000マイル（約1600キロメートル）を超える巨大な圧力波を形成します。

「これに匹敵する唯一の出来事は、浅い深さでの熱核爆発です。しかし、その大きさによっては、隕石の衝突に伴うエネルギーははるかに大きくなります」と、ウェスタン大学の惑星科学者で、Advances in Space Research誌に「地球大気圏における隕石生成衝撃波の物理学」と題する論文を執筆したエリザベス・シルバー氏は述べている。今回の場合は1億倍の規模だ。もしこの小惑星が今日同じ場所に衝突したら、爆風でテキサス州では死に、ニューヨーク州では耳が聞こえなくなり、ブエノスアイレスでは窓ガラスが吹き飛ぶだろう。

岩石は地球に鐘のような音を響かせます。地殻の波は衝突地点から秒速4キロメートル（約4キロメートル）の速さで放射状に広がります。これらの波は、大陸を横断する断層滑り地震を引き起こします。地球の反対側にいる場合は、衝突から30分後には地面を揺るがすような影響を感じる可能性があります。大きな水域の岸辺には近づかないでください。地震はフィヨルドや湖でさえ、津波のような静振波を引き起こす可能性があります。さらに重要なのは、海岸には近づかないことです。

衝突は複数の津波を引き起こし、その高さは高層ビルの高さにまで達しました。最初の津波は1時間以内にメキシコ湾岸を襲いました。高さ600フィートから、おそらくは1,000フィートにも及ぶ波が、現在のメキシコとアメリカ南部にあたる地域に押し寄せ、内陸数十マイルにわたって浸水しました。津波は一時的に河川の流れを逆転させ、9メートルの高潮のように河床を遡上しました。

津波は東海岸を包み込み、アメリカ東海岸に激突します。そして、発生から6時間後には、ヨーロッパ、アフリカ、地中海沿岸で高さ600フィート（約180メートル）の津波の壁を形成します。発生から15時間以内に、津波は地球上のあらゆる海岸線に到達します。地形にもよりますが、海は進路上にあるあらゆるものを流し去り、最終的に水が引く際に海へと吸い上げます。

これらの津波は、生存戦略を非常に複雑にします。なぜなら、超大型小惑星の衝突においては、海岸線に近い場所に住むことが通常望ましいからです。地球にとって、海は優れた断熱材として機能し、巨大小惑星が引き起こす激しい気温変動を緩和します。チクシュルーブの場合、その変動は熱から始まります。

巨大岩石が衝突すると、その飛散量は25兆トンにも及ぶ地球の破片となり、弾道軌道を描いて飛び散ります。中には地球脱出速度を超える速度で飛び散るものもあります。これらの岩石は地球の重力から逃れ、太陽を周回するか、他の衛星や惑星に隕石として落下します。しかし、飛び散った破片の大部分は1時間以内に地球に戻ってくるのです。テクタイトと呼ばれるこれらのガラスのような破片は、スクールバスほどの大きさのものもありますが、ほとんどはビー玉ほどの大きさで、時速100～200マイル（約160～320km）の速度で地球に降り注ぎ、その量は致死量に匹敵します。地球上のどこにいても、この激しい雹嵐から身を守る必要があります。

バーディーンは洞窟を提案する。

しかし、これらのガラス弾は、必ずしもあなたに命中しなくても死に至る。落下する時、大気との摩擦により、世界中で火災を引き起こすのに十分な熱放射を放出する。ある推計によると、戻ってくる残り火の熱の総和は、家庭用オーブンを炙るように設定したのと同等である。世界中のほとんどの木が燃える。そのため、衝突を生き延びる鳥類は、地面に巣を作る種だけだろう。絶滅を免れた数少ない大型陸生動物のうち、ほぼ全てが何らかの方法で熱を逃れる。小型哺乳類、ヘビ、トカゲのように穴を掘るか、ワニやカメのように水中に逃げ込む。これは、たとえ地球の反対側にいたとしても、最初の熱爆風から身を守る必要があることを示唆している。

バーディーンは深い洞窟を提案しています。

恐竜（そしてあなた）にとっての最後の不運なことに、チクシュルーブの衝突は石油と硫黄が豊富な地域に衝突しました。衝突により1,000億トンの気化した硫黄とスペリオル湖1万個分の水が大気中に噴き出し、それが凝結して巨大な嵐の雲となり、酸性雨となって流れ落ちます。高緯度地域では、大陸規模の吹雪により1日に数十フィートの積雪となります。しかし、チクシュルーブの衝突は水に加えてフットボールスタジアム150個分の石油をユカタン半島の岩盤に噴き出させるため、地球規模の浸水は長くは続きません。この石油は成層圏で黒いすす層として凝結し、地球を黒いペンキの層のように覆います。硫黄や山火事の煙とは異なり、炭素は雲層の上空を循環するため、雨となって降り注ぐことはありません。そして、そこが問題なのです。すすの層は残存し、地球の表面に届く太陽光の量が少なくとも 3 年間 90 パーセント減少するため、テクタイトの帰還によってもたらされる最初のオーブンのような熱の後に、深く長い凍結が続きます。地球の平均気温は摂氏約 50 度低下します。地球上で霜を回避できる唯一の場所は、マダガスカル、インド (当時は島)、インドネシアなどの熱帯の島々です。これらの場所は植物やそれらを食べる動物を見つける可能性が最も高いだけでなく、気候モデルによると、これらの熱帯の島々は地球上で淡水が継続的に供給される数少ない場所の一部です。地球全体が寒冷化すると、蒸発がほぼ停止し、降雨量が 80 パーセント減少します。これらの熱帯の島々を除く地球上のほぼすべての場所は乾燥して砂漠になります。

これらの島々は終末のオアシスかもしれないが、楽園ではない。日焼け止めは不要で、食料を多めに持参しよう。これらの島々は、通常の太陽光のわずか10%しか浴びず、砂漠化を回避できるほどの降雨量もほとんどない。この冷たく薄暗い環境では、ほとんどの食物連鎖が崩壊してしまう。

しかし、全てではない。化石証拠は淡水生態系が最も良好な状態にあったことを示唆しており、食料を探すなら川や河口の近くが最適だろう。そこではカメ、ワニ、そして食用の魚が見つかるかもしれない。アサリ、カタツムリ、小型甲殻類といった堆積物に生息する生物も、衝突後の環境でかなりうまく生き延びている。それでも、バーディーン氏は準備不足の渡航は避けるよう警告する。「生き残るためには、体を温めるものと、少なくとも6年分の食料を携行する必要があるでしょう」と彼は言う。

しかし、どうしても諦められないなら、せめて今のインドネシアのような山がちな熱帯の島を探してください。そこなら過ごしやすい気温で、少なくとも少しは雨が降り、深い洞窟もあるはずです。テクタイトの雨や灼熱の暑さから身を守る場所も見つかるでしょうし、川や湖には何か食べ物があるかもしれません。ただし、必死に食べ物を探しているうちに、トガリネズミのような生き物に出会っても構いません。チクシュルーブの生存者がどれだけいたかは不明なので、間違ったものを食べてしまうと、残りの人類に予期せぬ結果をもたらす可能性があります。

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