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赤い惑星なのに、火星の夕焼けは青い。地球と“逆”になる空のしくみ

赤い惑星なのに、火星の夕焼けは青い。地球と“逆”になる空のしくみ

読む前に予想してみよう!

火星では、昼間の空が地球と同じように青く見える

研究カード(どんな研究?)
対象
火星大気のちり
規模
探査車の長期にわたる空の撮影データ
研究の種類
探査機データ+光の散乱モデル
確かさ
★★★★☆
3秒でわかる

火星の昼の空は赤茶色っぽく、夕焼けは太陽のまわりが青白く光る。大気中の細かいちりが青い光を太陽光の進む方向(前方)に散らしやすいためと考えられている。

ひとことで言うと火星では、昼の空がオレンジっぽくて、夕やけが青くなるよ!

もくじ
  1. 探査車が撮った「青い夕焼け」
  2. そもそも地球の空はなぜ青い?
  3. 火星の空を決めるのは「ちり」
  4. 火星の空を「再現」すると?
  5. 夕焼けの色が「天気予報」になる
  6. まとめ

地球の空は青くて、夕焼けは赤い。あまりにも当たり前すぎて、疑ったことすらないかもしれません。

ところが、火星ではこれが逆になります。昼の空は赤茶色っぽく、夕焼けは太陽のまわりが青く光るのです。

「赤い惑星」の空が、なぜ夕方だけ青くなるのでしょう?

01探査車が撮った「青い夕焼け」

これは想像ではありません。NASAの火星探査車が、実際に火星の夕暮れを撮影しています。

2000年代のスピリットやオポチュニティ、そして2015年4月には探査車キュリオシティが、ゲール・クレーターから青白く光る夕日を撮影し、世界中で話題になりました。

火星の夕焼けは、太陽のまわりが青白く光る
火星の夕焼けは、太陽のまわりが青白く光る

02そもそも地球の空はなぜ青い?

火星の話の前に、地球の空のしくみをおさらいしましょう。

太陽の光は、虹の7色がまざった白い光です。この光が空気の分子にぶつかると、波長の短い青い光ほど、あちこちに散らばりやすい性質があります。これをレイリー散乱といいます。

  • 昼:青い光が空いっぱいに散らばる → 空が青い
  • 夕方:光が空気の中を長く進むうちに青い光は散ってしまい、残った赤い光が届く → 夕焼けが赤い

つまり地球の空の色は、空気の分子という「とても小さな粒」が決めているのです。

03火星の空を決めるのは「ちり」

火星の大気は、地球の約100分の1しかないほど薄く、空気の分子による散乱はあまり目立ちません。かわりに主役になるのが、空にただよう細かいちりです。

火星のちりは、酸化鉄(さびと同じ成分)を含んでいて、赤っぽい色をしています。このちりが、

  • 昼は赤っぽい光を空じゅうに広げる → 空が赤茶色っぽい
  • そしてちりの粒の大きさがちょうどよいため、青い光を太陽光の進む方向(前方)に集中して散らす → 夕方、太陽のまわりだけが青く光る

という、地球とは逆の空を作り出していると考えられています。

レモンらは2015年にも学術誌『Icarus』で、2台の探査車による火星の5年分(地球の約10年分)の空の観測記録をまとめ、ちりの量が季節や砂嵐で大きく変わる様子を報告しています。

04火星の空を「再現」すると?

この空の色のしくみは、計算でも確かめることができます。

研究者たちは、火星のちりの粒の大きさや色をもとに、光がどのように散らばるかをコンピューターで計算しました。すると、

  • 太陽から離れた空:赤茶色〜くすんだオレンジ色
  • 太陽のすぐまわり:青白く光る

という、探査車の写真とよく似た空が再現できたのです。つまり「青い夕焼け」は、ちりの性質を考えればちゃんと説明できる現象なのです。

ちなみに、地球でも大規模な山火事や火山の噴火で特定の大きさの粒が空に広がると、太陽や月が青っぽく見えることがまれにあると報告されています。

05夕焼けの色が「天気予報」になる

火星の空の色は、ちりの量で大きく変わります。ときには火星全体をおおうほどの巨大な砂嵐が起きて、空が暗くなるほどです。

研究者たちは、空の色や明るさを調べることで、ちりの大きさや量、そして火星の気象を読み解いています。夕焼けは、火星の天気を知るための窓でもあるのです。

06まとめ

  • 火星の昼の空は赤茶色っぽく、夕焼けは青白い
  • 地球の空の色は空気の分子、火星の空の色は細かいちりが決めている
  • ちりが青い光を太陽光の進む方向(前方)に集めて散らすため、夕日のまわりが青くなる

いつか人類が火星に住む日が来たら、「青い夕焼け」は火星の子どもたちにとって当たり前の景色になるはず。そのとき、地球の赤い夕焼けは「不思議な景色」と呼ばれているかもしれません。

この研究を英語で読もう原田英語の English CornerOn Earth, sunlight hits tiny air molecules, and blue light, which has a short wavelength, is scattered… 音声 4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く

原田英語の English Corner

この研究を英語で読もう

On Earth, sunlight hits tiny air molecules, and blue light, which has a short wavelength, is scattered across the sky. That is why the sky is blue. At sunset, light travels a longer way through the air, so most of the blue light is lost and red light remains. Mars is different.

Its atmosphere is only about one hundredth as thick as Earth's, so fine dust controls the color of the sky instead. The dust contains iron oxide, the same material as rust, and makes the daytime sky look reddish. Because of the size of the dust particles, blue light is scattered mainly forward, in the direction the sunlight travels. As a result, the sky glows blue around the setting Sun.

121 words ・ CEFR B1

和訳を見る

地球では、太陽の光がとても小さな空気の分子にぶつかり、波長の短い青い光が空いっぱいに散らばります。だから空は青いのです。夕方には、光が空気の中を長い距離進むので、青い光の多くは失われ、赤い光が残ります。火星は違います。

火星の大気は地球の約100分の1の厚さしかないので、かわりに細かいちりが空の色を決めます。このちりには、さびと同じ成分である酸化鉄が含まれていて、昼の空を赤っぽく見せます。ちりの粒の大きさのために、青い光は主に前方、つまり太陽の光が進む方向に散らばります。その結果、沈む太陽のまわりの空が青く光るのです。

4択リーディングクイズ

Q1. Why is Earth's sky blue during the day?

Q2. What controls the color of the sky on Mars?

Q3. What can we infer from the passage?

重要単語

  • scatteringC1
    名詞散乱Scattering of sunlight makes the sky blue on Earth. scatter(まき散らす)の名詞形。scattered showers「ところにより雨」は天気予報の定番表現。
  • wavelengthB2
    名詞波長Blue light has a shorter wavelength than red light. be on the same wavelength「波長が合う(気が合う)」という比喩表現もある。
  • dust stormB2
    名詞(句)砂嵐A global dust storm covered Mars. storm は「嵐」。snowstorm, thunderstorm など複合語が多い。
  • roverB2
    名詞探査車The rover took a picture of the sunset. rove(さまよい歩く)+-er。「動き回るもの」。火星探査車は Mars rover。
  • atmosphereB1
    名詞大気・雰囲気Mars has a very thin atmosphere. 「薄い大気」は thin atmosphere、「濃い大気」は thick / dense atmosphere。
  • particleB2
    名詞粒子・微粒子Dust particles in the air change the color of the sky. part(部分)+-icle(小さいもの)。article(記事)も「小さな部分」が語源。
  • reverseB2
    動詞逆にする・反転させるMars reverses the colors of Earth's sky. re-(後ろへ)+verse(向く)。in reverse「逆に」、reverse the trend「流れを逆転させる」も頻出。

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4コマでわかる

赤い惑星なのに、火星の夕焼けは青い。地球と“逆”になる空のしくみの4コマ漫画
地球の空は青くて夕焼けは赤い。ところが火星は逆で、昼の空は赤茶色っぽく、夕焼けは太陽のまわりが青く光る。探査車が実際に撮影している。犯人は火星の空にただよう細かいちりらしい。

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出典・参考文献(3件)タップで表示
  1. Lemmon et al. (2004) Atmospheric Imaging Results from the Mars Exploration Rovers: Spirit and Opportunity, Sciencedoi.org
  2. Lemmon et al. (2015) Dust aerosol, clouds, and the atmospheric optical depth record over 5 Mars years of the Mars Exploration Rover mission, Icarusdoi.org
  3. NASA/JPL (2015) Sunset in Mars' Gale Crater (PIA19400), NASA Jet Propulsion Laboratoryjpl.nasa.gov