なぜ隕石は『君の名は。』のように大気中で分裂したのか

ドライブレコーダーに記録されたチェリャビンスク隕石(提供:Amateur video via Reuters TV/ロイター/アフロ)

 2019年1月3日に、テレビ地上波で映画アニメ『君の名は。』(テレビ朝日系)が放映される。この作品の重要なテーマは隕石落下だが、2013年2月15日にロシアのチェリャビンスクに落下した隕石は、車のドライブレコーダーなどの動画がYouTubeなどで拡散されて話題になった。幸い死者はいなかったが、隕石落下の衝撃波で割れたガラスによる多数の負傷者が出た。

隕石の質が問題か

 チェリャビンスク隕石は、約1.3万トンで直径は~20メートル程度と見積もられている。だが、大気中で爆発して分裂、その衝撃波や爆発によって破壊された隕石の破片が落下し、周辺に大きなインパクトを及ぼした(※1)。また、そのエネルギーはTNT火薬で約500キロトン(広島の原爆が約15キロトン、長崎の原爆が約22キロトン)と換算されている。

 一方、チェリャビンスク隕石の特徴は、大気中で分裂したことでエネルギーが分散され、隕石の大きさのわりに被害がそれほど大きくならなかったことだ。隕石の分裂は映画アニメ『君の名は。』も彷彿とさせる現象だが、米国のパデュー大学の研究者が最近、地球に落下してくる隕石に関する論文(※2)を発表した。

 この論文の研究者は、隕石本体の強度と分裂して地上へ落下した隕石の破片の強度を比較しているが、隕石本体は破片よりも強度が二桁も低いことがわかった。そしてチェリャビンスク隕石に模したモデルをコンピュータでシミュレーションしたところ、これまでにはわからなかった大気中における隕石の振る舞いを初めて解明したと言う。

 隕石が地球大気中へ突入すると空気との摩擦熱で燃え尽きる、という話は我々もよく知っている。だが、地上へ落下する前に燃え尽きるかどうかは、隕石の大きさと突入角度によって大きく変化する。また、チェリャビンスク隕石のように大気中で爆発分裂するものについては未解明だった。

 この論文では、隕石の気孔の割合、つまり多孔質の度合いによって大気中での燃え尽きる程度が変わり、さらに隕石が多孔質なら空気が浸透して断片化が急速に進み、分裂するとしている。また、大気中の空気の浸透で気孔が増え、隕石の強度が低くなることもわかったと言う。

 地球の歴史では、隕石落下による大絶滅が何度かあった。燃え尽きないほど大きな隕石はともかく、隕石が大気中で分裂して破断する理由がわかったことで、これから地球への隕石接近が事前に予測できた場合の対処方法にヒントを与えるかもしれない。

※1:Olga P. Popova, et al., "Chelyabinsk Airburst, Damage Assessment, Meteorite Recovery, and Characterization." Science, Vol.342, Issue6162, 1069-1073, 2013

※1:Quirin Schiermeier, "Risk of massive asteroid strike underestimated- Meteor in Chelyabinsk impact was twice as heavy as initially thought." nature, November, 2013

※2:M E. Tabetah, H J. Melosh, "Air penetration enhances fragmentation of entering meteoroids." Meteoritics & Planetary Science, 1-12, 2017

※2017/12/31:17:47:筆者の記事は今年はこれが最後です。読者の皆さま、よいお年をお迎えください。

※2018/01/06:9:14:タイトルに「『君の名は。』のように」部分を加えた。