ゼータ・トーク：科学「大気圏の構築（Atmosphere Building）」
記：1995年12月15日著
生命を支える世界には豊富な水があり、ビッグバン後の凝固期間に、多くの状態で水素と酸素が、猛烈に熱い原始惑星の周囲を自由に浮遊しているのを発見することができます。
惑星たちが凝固する時、結果として圧縮作用が熱を生じますが、その後これは消散します。
同時に、表層部は沸騰しています。
表面に海を形成しながら、凝縮が起こりますが、自然界が真空を嫌うので、自由に浮遊している分子は、全て落ち着きません。
大気圏が存在するのは何が原因となっているのでしょうか、そしてどのような要素が大気圏の構成に影響しているのでしょうか？
どのような自然界の分子も、蒸発する原因となる熱がない時でさえ、大気圏を構築します。
地球の大気圏は今日でも構築され続けていますが、大洋は沸騰していますか？
水蒸気が地球の大気圏には豊富にありますが、激しい熱の作用によるのではなく、空間を満たすことにより上空にたどり着きます。
池の水面上に真空状態をつくりだし、何が生じるかを見てごらんなさい―水蒸気が生じます。
池の水は、凝結温度での正常な状態が液体なので、完全には蒸発しません。
しかし分子の休みない運動は、表面の分子が真空状態の中ではぶつかる物が何もないので、ブレーキのない車のように、進み続けることを意味します。
あるポイントにおいて、空間を移動中の分子は互いにぶつかり、水の池の表面に対してぶつかり始め、状態は安定します。
それでは、この事は、惑星の大気圏が宇宙空間に絶えず蒸発していることを意味するのでしょうか？
そのとおりでもあり、否でもあります。
深宇宙は身を刺すように寒く、惑星の表面から離れて宇宙空間に飛び出て来た時、空中を浮遊中の分子は、進行中の衝突運動を減速します。
状態は再び安定します。
しかしながら、少々の分子の減少は不変の要素であるので、数十億年後には惑星の物質のうち少々の量は散逸されます。
大気圏は、どのような気象学者も知っているように、大気圏が包んでいる惑星の混合物を反映する、まさに自由に動き回る酸素と水蒸気以上のもので構成されています。
遮るもののない惑星の表面上のあらゆる金属とあらゆる分子の組み合わせは、大気圏の中に見出されます。
これは、事実、空気中に浮遊している小さな微粒子と鼻の収穫器官との接触以上の何ものでもない、臭覚の感覚により証明されます。
実際に、火山噴火が地球の核からの物質を空気中の送り出して浮遊させるので、大気圏は常にそっくりそのまま惑星の構成物質を反映しています。
しかしながら、まさに大洋が陸地と異なっているように、大気圏もまた陸地と大洋の両方から異なっているのです。
陸地は、重い沈殿物を形成するために他の分子にくっつく傾向のある水溶性のものでもなく、固形の状態を残すほど十分な水にも晒されてもいない、原子もしくは分子の結合体で構成されています。
休みなく続く雨により土壌は浸食されますが、同様に他の土壌の微粒子と塊り、くっつくので、その結果両者は再び定着します。
液体により絶えず洗われている金属は、金属分子が金属を洗っている液体の中に見出されるので、飲料水が鉛のパイプの中に澱んでいると、鉛中毒の懸念があります。
物質が陸や海に見つかろうと、大気中で見つかろうと、多くの要因が影響します。
固まってくっつくようなら、重過ぎて結局は陸地や海底どころではなくなるでしょう。
地球にとり通常の温度で液状であるなら、水系の中へとつながる行程で見出され、油が上になり、あるいは水銀が下方になるように、水界の中で分離層を形成するために、水溶性であろうとなかろうと、均等に分散されるでしょう。
大気圏は、小さな分子を形成するためだけに自由なまま、あるいは固まった状態のままでいることができる、大き過ぎない、ある程度の大きさの、それらの原子で構成されています。
水蒸気は二つの水素原子と一つの酸素原子で構成されており、三つの原子は他の要因が現れない限り少しも固まるか、くっつくかする傾向のない硬い絆を形成します。
同様に、分離した、どのような原子の組み合わせも、空中を浮遊する状態のままとなるでしょう。
これら小さな原子、もしくは原子の分離したグループは、核爆発後陸地や海を横断して放射能を運ぶ風が証明するように、重金属を含むことができます。
放射能性の能力を秘める原子は、人に知られている最も重いもののうちのいくつかであり、今尚、空中に漂っています。
大気圏の構成は、風の作用や空気の流れによっても左右されます。
それらの原子の相対的な重さのために大気圏内の下層域に移動する、いくつかの原子あるいはグループと、軽いので、上層域に上昇するいくつか原子あるいはグループは、くり返して、掻き回されない大気のスープでした。
軽いとは言えない巨大な鳥、アホウドリは、時にはその翼を数時間動かすことなしに、波の上方を限りなく、空気の流れの乗って滑空します。
大気圏の流れは、下に広がる陸地、あるいは海の暖かさや冷たさ、近くの気団の密度、一定の地点に向かって移動するか、あるいは離れて行く、どのような気団の圧力にも、昼の側で太陽により温められ、あるいは地球の夜の側で冷やされるように、気団それ自体の温度によって影響され、絶えず掻き回されます。
このように、それらは簡単には吹き飛ばされないので、人は大気中に噴出するものに注意すべきです。