どうして地球は傾いているの?


どうして地球は傾いているの?

2000年5月15日に小学5年生の男の子からご質問を頂きました.。

どうして、地球はかたむいているのですか?


 地球の自転軸が公転面から傾いているために、地球には四季が現れることは、知っていますね。例えば、日本では夏至が最も日が高く、冬至に最も日が低くなります。このことから、地球の自転軸が公転面に対して傾いていることがわかります。もし、やってみるなら、冬至の12時の太陽高度と夏至の12時の太陽高度を比べてみてください。夏至の太陽高度から冬至の太陽高度を引いて2で割ると地球の自転軸が公転軸に対してどの程度傾いているか判ります。おおよそ23度くらいになるでしょう。
 さて、ではどうして地球の自転軸は傾いているのでしょう?実はこれは非常に難しい問題で、本当の答えは見つかっていません。ただ、地球や月の誕生と関係が有り、いくつかの説があります。その中で代表的なものは「科学のつまみ食い」のホームページの中の「地球はどうして自転しているか」でも紹介していますので、再度紹介します。
 今から約46億年前、宇宙の中のチリやガスが、回転しながら、重力(引力)によって互いに引き寄せられ集まってきました。このときの回転が46億年も経った今でも残っているのです。その名残が地球や他の惑星の自転や公転として残っていると考えられています。ですから、太陽も、地球も、火星も木星も土星もみな同じ方向に回転しています。自転も公転も大体同じ方向です。これは、太陽系が一つの回転の中から生まれてきた証拠であると考えられています。

ということで、大体同じ方向です。しかし、この「科学のつまみ食い」のホームページの中の「地球はどうして自転しているか」でも紹介しているように、赤道傾斜角(自転軸と公転面の傾き)が、0度ではなく、わずかに傾いている惑星がほとんどです。
 上に述べたように、太陽系の惑星はチリやガスが集まってできたと推定されますが、チリやガスが集まる時に、最初のうちは、平均的にいろいろな方向から集まって、均質になりますが、後になればなるほど、そのチリやガスは大きくなり、数が少なくなりますから、いろいろな方向から均一的にとはならなく、最後の1個や、数個が集まる時の方向によって傾いてしまうことが考えられます。また、これと似た考え方に、大隕石や彗星等との衝突や接近によって変化したという考え方もあります。地球に限って言えば、地球の月は他の惑星の衛星(月)に比べて非常に大きいいため、地球と月の生成は巨大隕石衝突説が有力で、最近は計算機によるシミュレーションも行われ、巨大隕石衝突による1個の月生成を説明されています。
 このように、地球(惑星)の自転軸と公転面の傾きについてはいろいろありますが、地球においては、月生成過程における巨大隕石衝突説が説得力がありそうです。
 その他の惑星においても、隕石・彗星衝突説や隕石・彗星接近説、惑星生成時の不均一さによる傾きなどが考えられます。

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