2007/09/17(月)15:51
海面上昇の謎
管理人、5296号機、久々の登場です。
最近は忙しくて・・・。
では、今日は少し真面目な話をしましょうか。
題して、「地球温暖化による 海面上昇の謎」です。
とくとご覧あれ。
(文体が上記のと変化します。お気になさらず。)
地球温暖化により、北極の氷が溶け、海面が上昇する。
果たして、それは本当なのだろうか。
冷静に考えてみよう。
1.氷が溶ける⇒氷自体は水よりも体積が大きい(密度が小さい)
↑のようなことは間違いなくいえる。
2.水面より高い位置にある氷が溶けることにより、海面が上昇する
↑確かにそうな気もする。
だが、思い出していただきたい。
コップに氷水が入っていて、水面が8分目にあったとする。
この氷が全て溶けると、水面は上昇するのだろうか。
確かに、氷の方が密度は水より低く、氷は水に浮く性質があるため、上昇するような気もする。
しかし、結果は、上昇しない、だった。
これは、「アルキメデスの原理」に由来するものである。
アルキメデスの原理とは、水に関する物理学の原理である。
アルキメデスの原理
1.水中の物体は、その物体が押しのけた水の重量だけ、軽くなる。
(なお、この法則は流体物全てに適応する)
2.数式による表現
「F=-pVg」
F:浮力[N]、ρ:水の密度[kg/m3]、
V:物体の水没している部分の体積[m3]、g:重力加速度[m/s2]
要するに、プールで人が軽く感じる、というのがこの原理の端的な例だ。
そして、流体よりも物体の密度が小さい場合には重力と浮力は釣りあう。
つまり、ここでいう流体(水)は物体(氷)よりも密度が小さく、重力と浮力はつりあっている。
物体の質量をmとすると、
m=pVなので、この式を応用すると、
水に氷が浮いていて解けていく場合、解ける氷の質量を Xm とすると水の体積は Xm/ρ だけ増加する。だが、上の式からXm=ρXV、XV=Xm/ρ であるために、氷の水没している部分の体積は Xm/ρ だけ減少するということになる。
つまり、水の体積増加分と氷の水没体積減少分が等しくなり、氷が解けても水位は変化しないことになる。
結論=北極の氷が溶けても、海面は上昇しない!!
し・か・し。。。
海面自体は水温上昇による熱膨張、および陸地の氷河の減少により、上昇してしまうのだ。
なぜなら、このアルキメデスの法則を用いても、陸地の氷が溶けて川となり流れ出せば、水面は上昇するというのは当たり前の話だからだ。
また、アルキメデスの法則はあくまで密度を前提としている。
だが、工業用水とか高塩分の水(死海とか)なら話は変わってくる。
例えば北極海なら氷が溶けて水中の塩分濃度が減るため、海面上昇以上になんとびっくり海洋生物大絶滅が起こるかもしれない。
いずれにせよ、地球環境はピンチだ。
俺は何を書きたかったんだろう。
結局、アルキメデスの原理は正しいが、海面上昇も正しい。
まぁ、そういうことで今日はお開き。
以上、管理人、5296号機久々の登場でした。