当たり前だけど不思議なこと
海水はなぜ塩辛い？当たり前だけど不思議
海水が塩辛い、つまり塩分が高い理由は、海に流入する川水が持っている塩分と、海底の火山活動によって放出されるミネラルに起因します。
川水からの塩分供給
川は陸地を流れる際、岩石と土壌から染み出た塩分（主に塩化ナトリウムや他のミネラル）を運びます。これらの塩分は、川が海に注ぐ際に海水に混ざります。
海底の火山活動
海底の火山活動によって海水に塩分が供給されます。海底の火山が噴火すると、溶岩からミネラルが放出され、これが海水中に溶け出し、塩分濃度を増加させます。
海水の蒸発
海水が蒸発すると、水分は大気中に放出されますが、塩分は残ります。これにより、海水の塩分濃度が一層高まります。
これらのプロセスが組み合わさって、海水は平均的に約3.5％の塩分濃度を維持します。ただし、蒸発が多い地域や川水の流入が少ない地域では、塩分濃度がさらに高くなることもあります。
海はなぜ乾かない？当たり前だけど不思議
海が乾かない理由は、地球上の水の循環（水循環）によるものです。以下のようなプロセスが連続して起こっています。
蒸発:
海水は太陽の熱によって蒸発し、水蒸気となって大気中に上昇します。
凝縮
上昇した水蒸気は冷却され、雲を形成します。これは凝縮と呼ばれるプロセスです。
降水
さらに冷却されると、水滴は大きくなり、雨や雪として地上に降ります。これは降水と呼ばれます。
流出
降った水は川や地下水として海へと流れ込みます。
これらのプロセスにより、海水が蒸発してもその分が雨として補われ、またその雨が川や地下水を通じて再び海に戻るため、海は乾かないのです。
また、地球上の水の約97%が海水で、大部分が海洋に存在するため、その規模としても海が完全に乾くことは極めて難しいと言えます。
ただし、特定の地域的な状況や気候変動により、一部の湖や海が減少する、あるいは消失することはあります。しかし全体として見た場合、地球上の水循環により海は乾くことはありません。
バナナの種はどこにある？当たり前だけど不思議
スーパーマーケットで見かけるバナナには、非常に小さな種が入っています。ほとんど目立たない小さな黒い点や茶色の斑点が、バナナの種です。
これは、人間が選択的に栽培し、増殖しやすく食べやすい特性を持つバナナを選んできた結果です。その結果、現代のバナナは種子を形成する能力がほとんどなくなり、その代わりに人間が植物の株分けを行うことで繁殖しています
一方、野生のバナナには大きな種が多数含まれていますが、人間の食用には用いられません。
空から雨が降ってくるのはなぜ？当たり前だけど不思議
雨が降る理由は、地球上の水循環によるものです。水循環の主なステップは以下の通りです。
蒸発
地表の水（海洋、湖沼、川など）は、太陽の熱エネルギーにより蒸発し、水蒸気となって大気中に放出されます。
昇華
氷や雪も直接水蒸気に変わることがあります。これを昇華といいます。
凝結
大気中に上昇した水蒸気は、高度が上がるにつれて気温が低下するため、凝結し始めます。水蒸気が凝結すると、微細な水滴や氷の結晶が形成され、これが雲を形成します。
降水
水滴や氷の結晶が集まって大きくなると、重力によって地表に向かって落下します。これが雨（または雪、霰、霧雨など）となって地表に降ります。
風はなぜ吹くの？当たり前だけど不思議
風が吹く理由は、地球上の気圧差によるものです。具体的には、以下のステップによって風が生じます。
気圧差の発生
地球上では、日照によって一部の地域が他の地域よりも暖かくなることがあります。これにより、暖かい地域では空気が膨張し、気圧が低下します。一方、冷たい地域では空気が収縮し、気圧が上昇します。これにより、地球上の異なる地域間に気圧差が発生します。
風の発生
自然界では、高気圧の地域から低気圧の地域へと空気が移動しようとします。この空気の移動が風です。つまり、風は高気圧の地域から低気圧の地域へ空気を運んでいます。
虹はなぜ色があるの？当たり前だけど不思議
虹の色は、太陽光が雨粒によって屈折（方向を変える）と反射（跳ね返る）される結果、分散（光がその成分色に分かれる）が生じるからです。具体的なプロセスは次のようになります。
光の屈折
太陽光が雨粒に入射する際、まず光が屈折します。つまり、光の進行方向が変わります。この時、白い太陽光はその成分色（紫、青、緑、黄、橙、赤など）に分散されます。これは、光の波長（色）によって屈折の度合いが異なるためです。例えば、紫色の光は赤色の光よりも強く屈折します。
光の内部反射
雨粒の内部で光が反射され、雨粒の反対側から再度出ます。これにより、虹の色が鮮やかになります。
光の再屈折
光が雨粒から出る際、再度屈折します。この二度の屈折と一度の内部反射により、虹が形成されます。
虹が見えるとき、我々が見ているのはこれらの過程を経た多数の雨粒からの光です。雨粒の位置と観察者の視線が一定の角度（約42度）を形成する場合に最も明るく見え、これが虹の形状（半円形）を決定します。最も外側に見えるのが赤色で、内側に向かって色が変わり、最も内側が紫色になります。
水は透明なのになぜ海は青いの？当たり前だけど不思議
水は透明ですが、大量の水（例えば、海や湖）は青く見えることがあります。これは、水が太陽からの光を吸収し、その一部を反射するからです。
光はさまざまな色の波長を含んでおり、その中で青と緑の光の波長は水によって最も効率よく反射されます。つまり、水は青と緑の光を反射する傾向があり、その結果、私たちの目には海が青く見えるのです。この現象はレイリー散乱と呼ばれます。
しかし、海が常に青く見えるわけではありません。海の色は、反射する光の色だけでなく、海の深さ、水質、季節、天候、海底の質、周囲の環境などによっても影響を受けます。そのため、青い海だけでなく、緑、灰色、茶色、またはほぼ黒に見える海もあります。
山の上はなぜ寒いの？当たり前だけど不思議
山の上が寒い理由は主に次の2つです。
気圧の変化
高度が上がると気圧が下がります。これは、地球の重力が引き下げる空気の量が少なくなるためです。気圧が下がると、空気分子の間隔が広がり、それらがぶつかる頻度が減少します。この衝突が発生するとき、熱エネルギーが生成されます。そのため、衝突の回数が減ると、気温も低下します。
大気の放射冷却
地表面から放射される熱は大気を暖めますが、この熱が上空まで届くとは限りません。したがって、地表面から遠くなるほど（つまり高度が上がるほど）、この熱源から離れるため、気温が低下します。
以上の理由により、山の頂上や高地では気温が低く、寒く感じることが多いです。これは「高度が上がるごとに気温が下がる」という基本的な気象学の法則であり、この現象は「ラプソードレート」として知られています。
地球が回っていると感じないのはなぜ？当たり前だけど不思議
地球が回転しているにもかかわらず、我々がそれを感じない理由はいくつかあります。
一定の速度で回転
地球は一定の速度で回転しています。物体が一定の速度で移動している場合、それが静止していると感じられます。たとえば、あなたが車や飛行機の中にいて、窓から外を見ない限り、速度が一定であれば移動していることをほとんど感じないでしょう。これは慣性の法則と関連しています。
我々も地球と一緒に回転: 地球が回転すると同時に、我々もまた地球と一緒に回転しています。したがって、地球が動いていることを直接感じることはありません。
大きすぎるスケール
地球の大きさ（直径約12,742キロメートル）と比較して、我々人間の視点は非常に小さいです。そのため、地球の回転を直感的に理解するのは難しいです。それに対して、地球の自転速度は約1670キロメートル/時間（赤道上）と非常に速いですが、その速度も地球の大きさを考慮すると実感するのは難しいです。
しかし、地球が回転していることは様々な方法で確認できます。例えば、太陽の日の出と日の入り、星の動きなどから、地球が回転していることを確認できます。
冬になるとなぜ太陽が早く沈むの？当たり前だけど不思議
地球の軸が傾いているため、冬になると太陽が早く沈みます。これを詳しく説明するためには、地球の公転と軸の傾きについて理解する必要があります。
地球は自転軸を中心に自転しながら、太陽の周りを約365日で一周する公転運動をしています。そして、この地球の自転軸は完全に垂直ではなく、約23.5度傾いています。
この傾きのおかげで、地球が太陽の周りを公転する際に、年間を通じて太陽が天空に留まる時間（日照時間）が変化します。つまり、北半球では夏至の日（6月21日頃）には太陽が一番長く、冬至の日（12月21日頃）には一番短く天空に留まります。この逆が南半球で起こります。
したがって、北半球にいる人々は冬になると日照時間が短くなり、太陽が早く沈む（つまり日没が早くなる）と感じるのです。同様に、夏になると日照時間が長くなり、太陽が遅く沈む（つまり日没が遅くなる）と感じます。
なぜ地球は回転しているの？当たり前だけど不思議
地球が回転する理由は、その形成過程に由来します。地球はおよそ45億年前に、大量のガスと塵が重力により引き寄せられ、一つの球体を形成する過程で生まれました。この物質が集まる際、どこかから何らかの力（おそらくは隕石の衝突など）によって角運動量（すなわち回転する動き）が生まれました。
一旦このような回転が始まると、宇宙空間には摩擦力が存在しないため、ニュートンの第一法則（運動の法則）によりその動きは続きます。この法則によれば、物体は静止している場合は静止し続け、動いている場合は等速直線運動を続けます。外部からの力が加わらない限り、この状態は変わらないとされています。
この原理は地球だけでなく、他の惑星や天体にも適用されます。そのため、我々が観測できるほとんど全ての天体は回転運動を持っています。
なお、地球の自転は非常にゆっくりとですが減速しています。これは主に月の重力による潮汐摩擦によるもので、数十億年のスケールで考えると地球の一日（自転周期）は長くなり続けています。
なぜ雲は白いの？当たり前だけど不思議
雲が白く見える理由は、雲を構成する水滴や氷の結晶が光を散乱する性質によるものです。雲の中のこれらの微粒子は、入射する光（通常は太陽からの白色光）を全方向に散乱します。
特に、水滴や氷の結晶は光の波長によらず均等に光を散乱します。これをレイリー散乱と言います。この結果、散乱された光の色が混ざり合って白く見えるのです。
ただし、雲が厚くなると光の一部が吸収され、雲は灰色や暗色に見えることもあります。これは、厚い雲の内部では散乱と吸収が繰り返され、最終的には光の一部が雲を通過しきれなくなるためです。
また、夕焼け時の雲が赤く見えるのは、太陽が地平線に近い位置にあるため、太陽光が大気中を長く通過し、青や緑の光が散乱されて見えなくなり、赤や橙色の光が主になるからです。
なぜ物体には引力が発生するの？当たり前だけど不思議
物体に引力が発生する理由は、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論により説明されます。一般相対性理論によれば、物体が存在することで周囲の時空が歪み、その歪みが物体間の引力を生むとされています。これはまるで重い物体を布の上に置いたとき、その周囲がくぼむようなイメージです。このくぼみにより、他の物体がその重い物体に向かって動くという現象が引力として表れます。
この理論は、地球のような大きな天体や強力な重力場における重力の振る舞いを非常に正確に予測します。例えば、一般相対性理論により、光が重力により曲がると予測され、その予測は後の観測で確認されました。
なお、日常生活における重力の振る舞いは、ニュートンの万有引力の法則により十分に説明可能です。ニュートンの法則によれば、2つの物体間にはその質量と距離に依存した引力が働くとされています。この法則は地球上の物体の落下運動や惑星の軌道など、多くの現象を正確に予測します。ただし、ニュートンの法則は引力の「なぜ」ではなく、「どのように」作用するかを説明するもので、より根源的な理由は一般相対性理論により説明されます。
地球だけでなく、身近な小さなものにも引力はあるの？当たり前だけど不思議
全ての物体は、それが非常に小さくても、一定の質量がある限り引力を持ちます。これはニュートンの万有引力の法則によれば、2つの物体間には、それらの質量の積に比例し、それらの距離の二乗に反比例する引力が存在すると述べています。
しかしながら、物体の質量が小さいほどその引力も非常に小さくなります。ですから日常生活では、地球のような非常に大きな物体以外の引力はほとんど感じません。例えば、あなたの手元にあるペンとノートが互いに引きつけ合う引力はあるのですが、その力は非常に小さいので、私たちはそれを直接感じることはありません。
また、引力の効果は他の力、特に電磁気力（物体の表面間の反発力など）に比べて通常は非常に小さいため、日常生活では無視できます。これらの電磁気力が支配的であるため、例えば私たちの手が物体を通過しない、物体が床に浮かない、などの現象が起こります。
なぜ雷が落ちるの？当たり前だけど不思議
雷が発生する理由は、空気中の電気的な不均衡が関与しています。通常、雷は乱流を伴う積乱雲の中で発生します。
雲の中で、水滴や氷の粒子が上昇気流によって空中に吹き上げられ、それらが互いに摩擦すると電荷が生じます。大抵、雲の上部は正電荷が、下部は負電荷が集まります。これにより雲の内部や雲と地表との間で電気的な不均衡が生じます。
この電荷の不均衡が一定の値を超えると、大気中の絶縁体が壊れ、大量の電荷が移動します。これが私たちが雷と呼ぶ現象です。電荷が移動する際に、周囲の空気が極度に熱せられ、それが急速に膨張することで雷鳴が生じます。
なお、「雷が落ちる」という表現は少し誤解を招くかもしれません。実際には雷は「落ちる」のではなく、雲と地表との間で発生します。放電が地表に向かって起こる場合を「落雷」と呼びます。
コメント