地球上のすべての水を1つの球体に

 (usgs.gov)
2 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-08-14 | 1件のコメント | WhatsAppで共有

地球上のすべての水を1つの球として表した画像

  • 地球の水の量を球で表した画像

    • この画像は、地球の大きさと比較して地球上の水の量を青い球で示している
    • これらの球は「体積」を表しており、地球の体積に比べて水の量が非常に少ないことを示している
    • 海は地球表面に薄い膜のように存在している

  • 地球上のすべての水を表す球

    • 最も大きい球は、地球上のすべての水を表している
    • この球の直径は約860マイル（約1,386キロメートル）で、体積は約332,500,000立方マイル（約1,386,000,000立方キロメートル）
    • この球には、海、氷河、湖、川、地下水、大気中の水、さらには人間や動物、植物の中の水まで含まれる

  • 液体状態の淡水

    • ケンタッキー州の上にある青い球は、世界の液体状態の淡水を表している
    • 体積は約2,551,100立方マイル（約10,633,450立方キロメートル）で、このうち99%は地下水であり、その大半は人間が利用できない
    • この球の直径は約169.5マイル（約272.8キロメートル）

  • 湖と川の水

    • ジョージア州アトランタの上にある小さな球は、地球上のすべての湖と川の水を表している
    • ほとんどの生物が日々必要とする水は、この地表水から得られる
    • この球の体積は約22,339立方マイル（約93,113立方キロメートル）で、直径は約34.9マイル（約56.2キロメートル）
    • ミシガン湖はこの球よりはるかに大きく見えるが、ミシガン湖の平均水深は300フィート（約91メートル）未満である

GN⁺の要約

  • この記事は、地球上の水の量を視覚的に理解しやすく説明している
  • 地球上の水の量が実際にはどれほど少ないかを実感させてくれる
  • 特に、人間が利用できる淡水の量が非常に少ないことを強調している
  • こうした情報は、水資源の重要性と保全の必要性を認識する助けになる
  • 類似した機能を持つプロジェクトとして、NASAの地球観測プログラムがある

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1件のコメント

 
GN⁺ 2024-08-14
Hacker News のコメント

  • 参考までに、このインフォグラフィックと記事は1993年の出版物をもとにしている。
    2017年ごろのより新しい研究によると、地球のマントルには全海洋を合わせたのと同じくらいの水が存在する可能性があり、最初の水滴と同程度の体積の水滴をもう1つ追加するか、2つ目の水滴を大きくする必要がある。
    “There’s as much water in Earth’s mantle as in all the oceans” (2017) 参照: <https://www.newscientist.com/article/2133963-theres-as-much-...>
    USGS は、1993年の出版物である Igor Shiklomanov の “World fresh water resources”、Peter H. Gleick 編集の Water in Crisis: A Guide to the World's Fresh Water Resources を引用している。
    それでも水は依然として貴重な資源であり、地表の淡水はなおさらだ。

    • 具体的には、球の体積は 4/3πR^3 なので、体積を2倍にすることは半径を約26%大きくすることに等しい。
    • 「マントルで見つかった水は、私たちになじみのある形ではない。液体でも、氷でも、水蒸気でもなく、マントル岩石の鉱物の分子構造の中に閉じ込められている」という点で、この比較は生産的ではないように思える。
      岩石鉱物内部の水素イオンと酸素イオンを水と呼ぶには、かなりの想像力が必要だ。
      https://www.earth.com/news/ringwoodite-mineral-confirms-vast...
    • その水は実際に地表へ上がってくるのだろうか？ おそらく上がってこないか、火山活動を通じて地質学的時間の中でごく微量だけ上がってくるのだと思う。
      あらゆる実用上の目的では、「地表」の水だけを数えるほうが有用で直感的だ。地球の水循環に参加できる水であり、地殻の下に閉じ込められた水は、このグラフィックの意図からするとあまり重要ではなさそうだ。
    • 2つ目の水滴は「液体の淡水」とされている。
      マントルの水を「液体」や「淡水」に分類したくはない。大半は臨界点をはるかに超えていて、岩石由来の塩類で飽和しているはずだ。
    • その球の半径は ∛2 倍に増やせばいいだけ ;)

  • 遠くから見ると主に水が見えるため、長い間、地球を水の惑星だと思っていた。
    自分で計算してみて初めて、実際には宇宙における濡れた岩石と乾いた岩石の違いに近いのだと分かった。
    地球は水でできているのではなく、ただの湿った岩だ。あるいは、霧吹きで12回ほど吹きかけたボウリング球に近い。

    • 概算は頭の中でも簡単にできる。地球の直径は8,000マイルで、海の最深部であるマリアナ海溝でも深さはわずか7マイルにすぎない。
      地球全体の質量に比べれば、海が非常に小さいことはすぐに分かる。
    • 「霧吹きで吹きかけた」という表現は、小惑星を投げ込んだという話をかなりもっともらしく言い換えたものだ。
      https://en.wikipedia.org/wiki/Origin_of_water_on_Earth#Aster...
    • 宇宙には巨大な雪玉により近い衛星もある。水があまりに多く、私たちの保有量すら小さく見えるほどだ。
    • 地球は実のところ「岩」ですらなく、大部分は鉄の塊に近い。
      金属酸化物である岩石に覆われた鉄の塊で、その上を酸化水素である水が覆っている。
    • 手からビールが一滴ついたボウリング球に、もっと近い。

  • 形状の選び方、方法論、マントル中の水を除外していることなどを問題にするコメントには、あまりピンとこない。
    この画像は、私たちが持つ水への大切さと責任感、そして「青い惑星」をどれほど当たり前のものと思っているかを感じさせようとしているのだと思う。
    その目的においては、驚くほど効果的で、視覚的にも強烈だ。

  • 「この球には海、氷床、湖、川、地下水、大気中の水、さらにはあなたやあなたの犬、トマトの植物の中の水まですべて含まれる」とあるが、マントルの水も含まれるのだろうか？
    (https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=111648)
    それとも水和物やエプソム塩のような、ほかの非液体の水も含まれるのか気になる

    • マントルにある水の量がすべての海に匹敵すると考えられているなら、おそらく含まれていないはず
      マントル水の研究は比較的最近のもので、2017年の記事では「There’s as much water in Earth’s mantle as in all the oceans」と紹介されている
      <https://www.newscientist.com/article/2133963-theres-as-much-...>
      USGSの詳細ページは、1993年の出版物であるIgor Shiklomanovの「World fresh water resources」と、Peter H. Gleick編集の『Water in Crisis: A Guide to the World's Fresh Water Resources』を基にしている
      <https://www.usgs.gov/special-topics/water-science-school/sci...> および <https://www.usgs.gov/special-topics/water-science-school/sci...>
    • 水が見つかっている領域は惑星外側の極めて薄い層だけなのに、図はまるで全体の体積に適用されるかのように見えて、かなり誤解を招きやすい
    • 含まれない。海、氷床、湖、川、地下水、大気中の水、そして人間・犬・トマトの植物の中の水を含むという意味
    • USGSはおそらく、アクセス可能な地表水と大気中の水だけを考慮しているように見える
    • すべての液体の水を表した球は、小惑星Ceresと大きさが近そうに見える
      https://lightsinthedark.com/wp-content/uploads/2013/06/ceres...

  • 太陽系で最大の海は、地球にあるわけですらなさそう
    Ganymedeの海はEuropaよりも大きく、太陽系全体で最大かもしれないという。Ganymedeの海はEuropaより水が多く、地球の海の6倍、Europaの3倍多いとされている
    https://www.scientificamerican.com/article/overlooked-ocean-...

  • 地球の大気を同じような密度の球に圧縮できるなら、おおよそ中央の球と同じくらいの大きさになるはず。すべての海の重さは大気の約270倍にすぎないため [1]
    結局、生命全体が依存している核心的な材料は、硬い岩石と敵対的な宇宙空間の間にごく薄く広がった水と空気の境界層にすぎない
    持続可能性における大きな課題は、人類がこの途方もなく複雑な境界層をどれほど攪乱しても、私たちや将来世代が望まない暴走的なダイナミクスを引き起こさずに済むかにかかっている
    [1] https://www.sciencefocus.com/science/how-much-does-earths-at...

  • このアイデアを Randall Munroe に任せるなら、ラヴクラフト級の津波が地球を襲い、言葉にできない破壊を引き起こす覚悟が必要

    • ちょうど今日公開された動画がある。その水の球を Mars に落としたらどうなるかを扱った What If? 分析の動画版: https://www.youtube.com/watch?v=FkUNHhVbQ1Q
    • すでに直径1kmの水の球でやったことがあり（https://what-if.xkcd.com/12/）、破壊規模は恐ろしかった
      これより大きな水の球は、どうか彼から遠ざけておこう

  • もう少し実感しやすいように簡単に計算してみた
    最も小さい淡水の湖・川の球の体積は 93,113km³ とされている。1km³ は10億m³で、世界人口を82億人とすると1人あたり 11,355m³ になる。これは幅・奥行き・高さが22.5mの立方体、つまりおおよそ7〜8階建ての建物の大きさ
    地下水まで含めた球である 10,633,450km³ を使うと、1人あたり 1,296,762m³、つまり一辺が109mの立方体になる

    • 一辺22.5mの立方体は想像しにくい。代わりに200m²の家で天井高が2.5mなら 500m³
      すると「あなたの取り分」の水は家22軒分を満たす
    • 最も大きな球の半径は約92マイル。大気圏の縁まで届き、低軌道までの距離の約1/3に相当する
    • 南極氷床には氷が約 26,000,000km³ あり、1人あたりではずっと大きい約150mの氷の立方体になる
      Greenland 氷床や海氷は含めていない計算

  • 地球半径の10倍の惑星に同じ海の深さと水の分布があるとすると、同じ可視化をした場合、水滴は惑星に比べてずっと小さく見えるはず
    だから惑星の水の体積を惑星全体の体積と比較する図が特に有用なのかはよく分からない

    • 何が紛らわしいのか分からない。惑星同士で水の量を比べているわけではない
      この可視化の目的は、川や湖の淡水量が半径ベースでは大都市程度の大きさにすぎないことを示すことだと受け取った。水資源のスケール感を示すかなり見事な方法
    • その指摘は正しい。このインフォグラフィックはスケーリングがきちんと合っていない

  • Iain M Banks の “The Algebraist” に出てくる水の衛星を思い出す
    「私は水の衛星で生まれた。
    一部の人々、とりわけそこの住民はそれを惑星と呼んでいたが、直径は200kmを少し超える程度だったので、『衛星』のほうがより正確な表現のように思えた。その衛星は完全に水でできていた。陸地がないだけでなく岩もなく、固い核もない球体で、中心までずっと水だけだった。
    もう少し大きければ、水は圧縮されないと言われるが完全にそうではないため、極限の圧力下では氷に変わり、氷の核ができていただろう。氷が水の上に浮く惑星に慣れているなら奇妙で間違った話に聞こえるだろうが、実際そうなのだ。この衛星は氷の核が形成されるほど大きくはなく、十分に頑丈で水圧に耐えられるなら、増していく水の重みを突き抜けて衛星のど真ん中まで降りていくことができた。
    そこでは奇妙なことが起きた。
    水の球体の中心には重力がないように見えた。四方から押し寄せる途方もない圧力は確かにあったが、実質的には無重力状態だった。惑星であれ衛星であれ他の物体であれ、その外側では常に中心に向かって引かれるが、中心ではあらゆる方向に等しく引かれるからだ。同じ理由で、周囲の圧力も、その衛星を構成する水の質量を考えたときに予想されるほど大きくはなかった」