空で砕けるか、
地面まで届くか。
隕石は、ただの大きな石ではありません。材質、速さ、角度、大気の厚み、地面の性質が絡み合うと、同じ直径でも結果は大きく変わります。まずは、その分かれ道を押さえておきましょう。
スケールが変わると、
エネルギーはどう変わる？
球形の岩石質天体と仮定すると、質量は密度×4/3πr³、運動エネルギーは1/2mv²で求められます。小さな天体は、このエネルギーの多くを大気に渡してしまいます。
| 直径 | 質量 | 突入前エネルギー | モデル上の結末 |
|---|---|---|---|
| 10 m | 約1.57×10⁶ kg | 3.14×10¹⁴ J / 0.075 Mt | 高度約30.6 kmで空中爆発 |
| 50 m | 約1.96×10⁸ kg | 3.93×10¹⁶ J / 9.38 Mt | 高度約7.6 kmで空中爆発 |
| 200 m | 約1.26×10¹⁰ kg | 2.51×10¹⁸ J / 600 Mt | 最終クレーター直径 約3.54 km |
| 1 km | 約1.57×10¹² kg | 3.14×10²⁰ J / 75,000 Mt | 最終クレーター直径 約15.6 km |
| 5 km | 約1.96×10¹⁴ kg | 約9.38×10⁶ Mt | 地球規模の気候影響を考える領域 |
| 10 km | 約1.57×10¹⁵ kg | 約7.50×10⁷ Mt | チクシュルーブ級に近い地球規模の衝突 |
| 100 km | 約1.57×10¹⁸ kg | 約7.50×10¹⁰ Mt | 生物圏を大きく組み替えうる概念比較 |
| 約9,000 km | 約1.15×10²⁴ kg | 約5.5×10¹⁶ Mt | 地球の重力結合エネルギーに迫る仮想衝突 |
過去の記録を、
比較の参考にする。
空中爆発の衝撃波も、地面をえぐったクレーターも、地球には実物が残っています。東京のケースを考えるとき、こうした過去の現象が有力な参考になります。
バリンジャー・クレーターは、約30〜50 mの鉄隕石が残した約1.2 km幅のクレーターです。材質の違いが、空中爆発に終わるか地表衝突に至るかを左右するのです。
都市に落ちると、
死傷者はどう試算される？
物理モデルが描き出すのは、火球、衝撃波、クレーターです。そこに東京の人口や建物を重ねていくと、現象が都市の出来事として立ち上がってきます。数字が、どんな前提から生まれるのかを確認しておきましょう。
| 帯域 | 人口入力 | 死亡率の感度帯 | 傷害率の感度帯 |
|---|---|---|---|
| 5 psi以上 | 深刻な爆風圏の昼間人口 | 20〜85% | 15〜50% |
| 1〜5 psi | 外縁の昼間人口 | 0〜10% | 3〜20% |
| 熱・破片・火災 | 地表衝突ケースで追加 | 規模ごとに上乗せ | 規模ごとに上乗せ |
8つの落下を、
規模ごとに比べる。
10 mから1 kmまでは、東京と関東を範囲とする地図で読めます。5 kmを超えると、食料・気候・海洋を含む地球のシステムへと視点が移ります。100 kmと約9,000 kmは、隕石災害の範囲を超えた、惑星科学の概念比較です。
直径10 m：空で砕ける
高度約30.6 kmの空中爆発を想定
モデル上、10 mの岩石質天体は高高度で分解してしまいます。中心から100 mでも過圧は0.081〜0.163 psiにとどまり、深刻な建物被害圏は生じません。火球、ソニックブーム、そして観測上の驚きが、主な出来事になります。
この入力では深刻な爆風圏を置きません。破片の落下、窓ガラス、偶発事故は別モデルが必要で、広い死傷者数には変換しません。
直径50 m：東京の上空で起こる大規模空中爆発
高度約7.6 kmで約8.26 Mt TNT相当を大気へ放出
20 km地点で2.84〜5.68 psi、50 km地点で0.81 psi。5 psiの境界は約20 km、1 psiの境界は約45〜50 kmと読めます。クレーターはできなくても、爆風とガラス破損の範囲は首都圏一帯に広がっていくのです。
5 psi圏の死亡率20〜45%と、1〜5 psi圏の追加被害を感度帯で合算しています。空中爆発高度・建物性能・時間帯で、数字は大幅に動きます。
直径200 m：大気を抜け、地表へ届く
最終クレーター直径 約3.54 km、地震規模の揺れも伴う
200 mでは、破砕されながらも地表へ到達します。20 kmで13.2 psi、50 kmで2.43 psi。5 psiの境界は約35 km前後です。クレーター、火球、噴出物、爆風、地震動が、数秒から数分の時間差で次々と重なってきます。
5 psi圏の死亡率40〜65%に、外縁の爆風と熱・噴出物の追加被害を感度帯で合算しています。救助・医療の機能低下は未反映です。
直径1 km：東京の災害ではなく、関東の危機になる
最終クレーター直径 約15.6 km、エネルギーは約75,000 Mt TNT
東京駅付近そのものがクレーターに含まれる想定です。50 km地点で68.4 psi、100 km地点でも15.8 psi。5 psiの深刻な爆風圏は100 kmを大きく超え、関東全体のインフラ、医療、物流、避難先が同時に損なわれてしまいます。
半径100 km超の5 psi圏に4,000万人以上という人口入力を置いた感度分析です。実際には、範囲外への避難、火災、二次災害、広域支援不能が結果を左右します。
数字の背景を、
確認しておく。
物理モデルの出力には、不確実性があります。数字の背景にある条件を確認したうえで読むと、結果の意味が変わってきます。ここでは、その前提を整理しておきます。
- Earth Impact Effects Program：Marcus、Melosh、Collinsによる衝突効果計算。空気爆風、熱、クレーター、噴出物の概算に使用。
- NASA Asteroid Facts：10 m、50 m、140 m、1 km級の危険性、チェリャビンスク、ツングースカ、バリンジャー・クレーターの解説。
- NASA Earth Observatory: Tunguska：ツングースカの推定規模と空中爆発の記述。
- USGS: Impact mechanics at Meteor Crater：バリンジャー・クレーターのエネルギー推定。