北極や南極で見られるとってもきれいなオーロラはどうしてできるの？その仕組み発生のメカニズムと原理を子どもでも簡単にわかるように解説するよ。これを読んだら僕たちの地球がどれだけ大切な星なのかもよくわかるよ！
オーロラってそもそも何なの？
北極圏や南極大陸で見る事ができるオーロラ。とっても幻想的できれい。
でもオーロラはとってもきれいなだけじゃなく地球が宇宙からやって来るとても危険なものから僕たちを守ってくれてるあかしでもあるんだ。
この記事は子供に読んで聞かせる口調になっていますが大人でも十分読める内容になっています
オーロラはこんなに高いところにできる
地球には大気があるから僕たちは生きていられるんだね。
大気は500キロメートルの高さまで広がっているんだ。
ジェット旅客機が飛ぶ高さが10キロメートルだからそれよりも50倍も大気は高く広がっているんだね。この広がりの範囲を大気圏っていうんだ。
大気圏の中でも高度100キロメールからはもう宇宙空間なんだよ。大気圏の中といってもここまでくるともうとっても空気はうすいんだ。
それでオーロラはどの辺にできるかっていうと上の絵のように高度80キロメートルから500キロメートルのとっても高いところにできるんだ。もうオーロラができる高さのほとんどは宇宙空間だね。
次の章からはどうしてオーロラができるのかを解説していくよ。
オーロラができるおおもとは太陽
オーロラができるおおもとは太陽にあるんだ。
太陽は僕たちには欠かせないたいせつな恒星なんだけど太陽も僕たちに良いものばかりを放出しているわけではないんだ。太陽が放出する中には僕たちにはとても有害なものがあってそのひとつがプラズマによる太陽風なんだね。
プラズマと太陽風について解説するよ。
プラズマって何なの？
氷をあっためると溶けて水になって、もっとあっためると蒸発して水蒸気になるよね。
この水蒸気になった後もどんどんあっためるとさらに別のものになるんだ。
それがプラズマっていう状態なんだよ。
| とても冷やす | 普段の温度 | あっためる | ものすごくあっためる |
| 固体(氷) | 液体(水) | 気体(水蒸気) | プラズマ |
太陽はものすごい温度で活動していて時々このプラズマを放出してくるんだ。
太陽風って何？
太陽はものすごい温度のプラズマを放出しているんだけどこれが地球にもやってくるんだ。
このプラズマが強くなったり時には弱くなったりしながら太陽から噴き出している様子がまるで風の様なのでこの噴き出すプラズマの事を太陽風っていうんだね。
太陽風はものすごいエネルギー
太陽風が地球にやってきた時の温度は10万度、その速度も桁違いの秒速500キロメートルというものすごい温度と速い速度なんだ。
太陽風の影響は？
太陽風がもし全部地上に届いたら地球の生物はほとんど今のまま生きていることがむずかしいぐらいのことになるよ。太陽風はそれほど危険なものなんだ。
オーロラとは
こんな太陽風が僕たちの住む街にまできたら大変な事になってしまうね。
でも大丈夫。
僕たちの地球はこの危険な太陽風から僕たちを守ってくれているんだよ。
そして地球と太陽風の最後のたたかいの火花！これこそがオーロラなんだ。
地球と太陽風のたたかいとは
ここからははどうやって地球が太陽風とたたかってくれているのかを解説するよ
地球は磁石になっている
地球は火山が有ったり温泉が湧きだしたりするように地中の中はとても熱いんだ。
なかでも外核と呼ばれる深さまでいくとものすごい熱さになって金属も解けてドロドロになってしまうんだ。このドロドロになった金属が対流っていう流れを起こして地球の中でグルグル回っているんだ。
このグルグル回る動きが電気を発電してその電気によって磁気が発生していると考えられているんだね。でもこの事はまだ完全にはわかっていないんだ。
上の絵の南極側Ｎ局と北極側のＳ局をつなぐ線が地球の耳みたいだけどこの耳みたいな輪っかを磁場、この磁場の勢いが届く範囲の事を磁気圏っていうんだ。
磁場が僕たちを守ってくれてるよ
地球の磁場はつねに太陽風にさらされているんだ。
磁場はさらされながら太陽風とたたかっているんだよ。
地球のバリヤーとなって危険な太陽風のほとんどをはねのけてくれてるんだ。
太陽風のほとんどをはねのけてくれるかわりに磁気圏はとっても形がくずされてしまうんだ。
磁場はとってもがんばって太陽風をはねのけているんだけど、それでも一部が地球に侵入しようとしてくるよ。
磁場はそれでも南極や北極の近くにしか侵入させないんだ。
でもついに危険な太陽風が地球の中に侵入してきちゃった。
ここから地球と太陽風の最後のたたかいが始まるよ
それでもやってくる太陽風との最後の戦い
磁気圏を突破して北極と南極のまわりに侵入してきちゃった太陽風。
今度は地球最後の防衛線がたたかいをいどむよ。
地球の最後の防衛線、それは大気圏だ。
大気圏は高度500キロメートルの高さから始まるんだったね。
大気の中には酸素や窒素という元素があるんだ。この酸素や窒素が太陽風のプラズマとたたかってくれるんだ。
酸素や窒素の原子の中には電子という粒があってこの電子が太陽風のプラズマにぶつかって太陽風のエネルギーをそぎ落としてくれるんだよ。
これによって太陽風は勢いがなくなってしまうんだ。
そして電子はプラズマとぶつかってエネルギーを吸い取ったのでそのエネルギーを使って美しく光ることができるんだ。
この美しく光る姿が僕たちが見てるオーロラなんだ。
オーロラは地球の勝利のかがやきだったんだね。
でも宇宙のなかには地球のように内部が熱くはなくなってもう冷えて固まってしまったり大気が無くなってしまったりする惑星もあるんだ。そんな惑星では太陽風を防ぐことはできないんだ。
僕たちの地球は磁気圏も大気圏もある星だったんだね。
そんなかけがえのない僕たちのふるさと・地球。
でも人間は今いろいろな事ができるようになって地球をこわしちゃうことさえできるようになってきたんだ。
どんなことがあっても地球は絶対にこわしちゃいけないよ。
あとがき
筆者がまだ幼稚園児だった50年あまり前に心躍らせて見た図鑑にはオーロラについてこの様に書かれていました。
「オーロラができるしくみはまだよくわかっていません」
これを見てとても残念な気持ちになったのと同時に『オーロラのできるしくみなんて本当にわかる日がくるんだろうか』という子供離れした不安のようなあきらめの様な感情になったのを今でもはっきりと覚えています。
それから幾年月の歳月をかけここまでオーロラの真実に迫った科学者や技術者の皆様に感謝の意を表します。
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