小惑星が衝突すると何が起きるか、大きさ別に
宇宙から降ってくるもののほとんどは、地面に届きません。結果を決めるのは大きさと天体の材質で、岩が大きいほど、次の1個が来るまでの待ち時間は長くなります。
衝突には段階があります。いちばん下では、車ほどの大きさの岩が年に1回ほど空を照らしますが、地上では誰も気づきません。いちばん上では、直径10kmの天体が地質時代をひとつ終わらせます。その間に、人間の時間感覚で起きる事例が並びます。都市の窓ガラスが吹き飛び、森が倒れ、歩いて一周できるクレーターができる。段を1つ上がるごとに頻度はずっと低くなり、天体の材質は大きさとほぼ同じくらい重要です。
HazardSimは小惑星シミュレーターです。直径を選び、石、鉄、氷のいずれかを選び、実際の地図上のどこにでも落とせます。以下のリンクは、適切な大きさと場所でシミュレーターを開きます。
流星、隕石、小惑星:3つの言葉、ひとつの岩
小惑星は太陽を周回する岩石質または金属質の天体です。国際天文学連合は、およそ1m未満のものを流星物質(メテオロイド)と呼びますが、この境界は物理ではなく慣例です。流星は物体ではなく、天体が大気を突き抜ける際の光の筋のことで、とくに明るいものは火球またはボライドと呼ばれます。隕石は生き残って地上に落ちたものです。彗星は氷でできた親戚で、石よりもさらに簡単に砕けます。つまり、メテオクレーターを掘ったのは小惑星、チェリャビンスクの火球は流星、のちに雪の中から拾い上げられた石は隕石です。
25 mまで:火球と割れたガラス
NASAによれば、約25m未満の宇宙の岩は大気中で分解する可能性が高く、被害はほとんどないか、まったくありません。車ほどの大きさのものは年に1回ほど飛来します。いまでは衝突前に発見されるものもあります。最初の例は2008 TC3で、約4mの岩が2008年にスーダン上空で爆発する前日に見つかりました。11例目の2024 XA1は直径約70cmで、2024年12月3日、発見の10時間後にヤクーチア上空の空を照らしました。
この段のいちばん上がチェリャビンスクです。2013年2月15日午前9時20分(現地時間)、直径約19〜20m、質量およそ13,000tの石質小惑星が、浅い角度で秒速19kmで南ウラル上空の大気に突入しました。太陽の方向から近づいてきたため、誰にも見えていませんでした。高度約30kmで分解して最も明るくなり、TNT換算でおよそ440〜500ktのエネルギーを放出しました。公表されている推定値には最大2倍の開きがあります。
岩そのものは誰にも当たりませんでした。被害をもたらしたのは衝撃波です。チェリャビンスク市だけで約3,600棟、全体の約44%の集合住宅で窓ガラスが割れました。亜鉛工場の屋根が崩落しました。約1,600人が負傷し、そのほぼすべては飛び散ったガラスによるものでした。現地調査で4〜6tの隕石が見つかり、その中にはチェバルクリ湖の湖底から引き上げられた0.5t超の破片もありました。クレーターはなく、そもそもできるはずもありませんでした。
40〜80 mの石:ツングースカ、1908年
1908年6月30日午前7時15分ごろ、中央シベリアのポドカメンナヤ・ツングースカ川近くのタイガ上空で何かが爆発しました。爆風は約2,150km²の森林、推定8,000万本の木を蝶の形になぎ倒しました。中心付近では爆風が真上から来たため、木は立ったまま枝だけをはぎ取られていました。あまりに辺境だったため人的被害はごくわずかで、レオニード・クリクが率いた最初の科学調査隊が現地に到達したのは1927年のことでした。彼は巨大な鉄隕石を期待していましたが、クレーターはまったく見つかりませんでした。
1世紀にわたる研究は不確かさを狭めましたが、解消はしていません。天体は40〜80mの石質小惑星で、高度およそ5〜15kmで爆発した可能性が最も高いとされています。エネルギーの推定は3〜5Mt(サンディア国立研究所のスーパーコンピューターモデル)から10〜30Mt(2019年のNASA支援研究)まであり、全米科学アカデミーは3〜20Mtとしています。いずれにせよ、記録に残る中で最大の衝突事象です。
爆心地はサンクトペテルブルクとほぼ同じ緯度にあり、数時間ずれていれば帝都の上空で爆発していたという俗説はここから来ています。それは思考実験であって計算ではありません。本当の要点はもっと単純です。どの大都市の上空であれ、ツングースカ級の爆発は、クレーターひとつ残さない地域的な大惨事になるということです。
40〜50 mの鉄:アリゾナ州メテオクレーター
約50,000年前、鉄ニッケル小惑星がフラッグスタッフ東方の台地に衝突しました。残されたのは地球上で最も保存状態のよい衝突クレーターです。直径約1.2km、深さ180mの鉢状の穴で、縁は平原から30〜60m高くなっています。広く引用される2005年のモデルでは、約40m、300,000tの天体が空中で部分的に分解し、秒速約12kmで衝突したとされます。約50mまでとするモデルもあります。近年のエネルギー推定は約1〜10Mtです。その破片はキャニオン・ディアブロ隕石として知られています。
なぜ40mの鉄は幅1kmの穴を開けるのに、ツングースカ上空の同じくらいの大きさの石は穴を開けなかったのでしょうか。鉄は石の2倍以上の密度があり、はるかに強靱です。キャニオン・ディアブロの天体はチェリャビンスクの岩の約2倍の直径でしたが、質量はおよそ28倍ありました。石が砕けて爆発するところを、鉄はほぼ無傷で大気を突き抜けたのです。地球の小さなクレーターの大半が鉄によって作られたのはこのためです。1947年にロシア極東で起きたシホテアリンの鉄隕石雨でさえ、空中で分解しながら幅約27mまでのクレーターを掘りました。
約150 m:「シティキラー」とは何か
「シティキラー」は科学的な分類ではなく俗称です。大都市圏を消し去れるほど大きいが、文明を脅かすにはあまりに小さい小惑星、おおむねツングースカ級から200m程度までを指します。NASAが探索の基準線を引いているのは140m前後です。その大きさの天体は60Mt以上、史上最大の核実験を上回るエネルギーで衝突し、材質を問わず地表に到達します。こうした衝突は平均して約20,000年に1回です。
シミュレーターでは、150mの石は直径約3kmのクレーターを掘り、半径およそ12km内のすべてを破壊し、数十km先まで窓を割ります。ひとつの都市が消え、地球のほかの場所はそのニュースを読む、という規模です。海に落ちれば津波が加わります。史上最悪の津波を参照してください。
この言葉が広く知られるようになったのは2024 YR4がきっかけです。チリのATLASサーベイが2024年12月27日に発見し、のちにジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が約60m、15階建ての建物の高さと測定しました。天文学者が観測を重ねるにつれ、2032年12月22日に地球に衝突する確率は上昇し、2025年2月18日に3%強でピークに達しました。この大きさの天体として史上最高の値で、トリノスケールで3と評価されました。1週間のうちに確率は0.004%まで下がりました。
この上がって下がる動きは正常なものです。地球が、縮んでいく可能性のある軌道の雲の中にある間は確率が上がり、やがて雲が外れると下がります。YR4はその後も月に衝突する確率4.3%を保っていましたが、2026年2月のウェッブの観測でそれも否定されました。月面から約21,000kmを通過する見込みです。
340 m:アポフィスと2029年4月13日
アポフィスは2004年6月19日、アリゾナ州キットピークで発見されました。同年12月、2029年に地球に衝突する確率は一時2.7%に達し、トリノスケールで4と評価された史上唯一の天体となりました。軌道の精度が上がると2029年、次いで2036年の衝突が否定され、2021年にはレーダー観測が最後の懸念だった2068年も取り除きました。NASAは、少なくとも100年間アポフィスによるリスクはないとしています。
直径はNASAの推定で約340m(ESAは約375m)、細長く、ピーナッツのように2つの瘤を持つ可能性があります。2029年4月13日の夜(UTC)、地表から約32,000km、静止衛星の輪の内側を通過します。欧州、アフリカ、アジアの一部からは肉眼で見えます。これほど大きな小惑星がこれほど近くを通るのは数千年に一度のことです。
2機の探査機が待ち構えます。ESAのラムセスは日本のJAXAとの共同運用で、2025年11月に承認され、2028年4月に打ち上げられて2029年2月に到着し、地球の重力が小惑星をどう変形させるかを観測します。NASAのOSIRIS-APEX、かつてのOSIRIS-RExはフライバイの直後に到着し、18か月の調査を行います。もしアポフィスが衝突コースにあったなら、NASAの標準的な仮定で約1,600Mtのエネルギーを放っていたはずです。絶滅ではなく、国ひとつの規模の地域的な大惨事です。
1 km以上:被害が局地的ではなくなる
NASAの目安では、1〜2kmより大きいものはすべて世界規模の影響を及ぼしうるとされています。1km以上の地球近傍小惑星は約930個と推定され、その90%以上が発見済みで、衝突コースにあるものはひとつもありません。この規模の衝突は平均しておよそ50万年に1回です。シミュレーターが3,000mで止まるのには理由があります。1kmを超えると、局地的な爆風の半径はもはや本題ではないからです。
10 km:チクシュルーブ、恐竜を滅ぼした小惑星
どれほど大きかったのか。通常の推定で直径約10km、12km以上とするモデルもあります。2024年に分析された降下物層のルテニウム同位体から、炭素に富む暗い種類の炭素質小惑星だったことが分かっています。6,600万年前、北東から約60°という急角度で突入しました。エネルギーの不確かさは1桁ほどありますが、一般には約1億Mtとされています。
どこに落ちたのか。メキシコのユカタン半島の北縁、当時は浅い大陸棚だった場所です。直径約180〜200kmのクレーターの中心は海岸の町チクシュルーブ・プエルトの近くにあり、およそ半分はメキシコ湾の下にあります。数百mの新しい岩石の下に埋まっているため、目で見ることはできません。1991年に衝突地点として確認され、2016年には掘削調査隊が海底の下からピークリングのコアを採取しました。
この規模になると、クレーターは最も小さな問題です。溶けた噴出物が地球全体に降り注ぎ、山火事と津波が続き、塵、煤、硫黄が何年も空を暗くしました。鳥以外のすべての恐竜を含め、全生物種の約4分の3が姿を消しました。これほど大きな衝突は平均して約1億年に1回です。
各サイズが地球に衝突する頻度
以下の数値はNASAの個数モデルと全米科学アカデミーによる長期平均であり、時刻表ではありません。チェリャビンスクとツングースカは105年の間隔で起きましたが、それは次がいつ来るかについて何も語りません。
エネルギーは直径の3乗に比例します。大きさが2倍なら、エネルギーは8倍です。チェリャビンスクは広島型原爆約30発分、チクシュルーブは史上最大の爆弾の数百万発分でした。
| 大きさ | 何が起きるか | 例 | 頻度 |
|---|---|---|---|
| 約4 m | 明るい火球、散らばる隕石 | 2008 TC3、スーダン | ほぼ毎年 |
| 約20 mの石 | 上空での空中爆発。地域一帯で窓が割れる | チェリャビンスク、2013年 | 50〜100年 |
| 40〜80 mの石 | 低空での空中爆発。約2,000 km²の森林が倒れ、クレーターなし | ツングースカ、1908年 | 1,000年以上 |
| 40〜50 mの鉄 | 地表に到達。直径約1 kmのクレーター | メテオクレーター、約50,000年前 | より稀:鉄の天体は少ない |
| 約140 m | 地表衝突。都市とその周辺が壊滅 | 記録上の例なし | 約20,000年 |
| 約1 km | 大陸規模の被害、地球規模の気候への影響 | 記録上の例なし | 約500,000年 |
| 約10 km | 大量絶滅 | チクシュルーブ、6,600万年前 | 約1億年 |
小惑星は地球に衝突するのか
既知の小惑星に限れば、今世紀中に衝突するものはありません。NASAジェット推進研究所のSentryシステムは、既知のすべての地球近傍天体について今後100年間の衝突可能性を絶えず点検しており、ESAの地球近傍天体調整センターも独自のリストを維持しています。2026年9月時点でSentryには衝突確率がゼロでない天体が約2,200個載っていますが、トリノスケールで0を超えるものはありません。ほぼすべては軌道がよく分かっていない小さな岩で、観測が増えるとリストから外れていきます。
トリノスケールは0(危険なし)から10(地球規模の影響を伴う確実な衝突)まであります。レベル1は日常的なもの、レベル2〜4は天文学者が注意を払うべきものです。4を超えたものはこれまでにありません。大きな既知の小惑星の中で最も注視されているのは、NASAがサンプルを採取した直径490mのベンヌで、2178年から2290年の間に衝突する確率は約1,750分の1です。
正直な但し書きは、まだ誰も見つけていない小惑星です。42,000個以上の地球近傍小惑星が知られていますが、140mより大きいと推定される約25,000個のうち、発見されているのは半数未満です。チェリャビンスク級の岩の大半は、見えるとしても飛来する瞬間にしか見えません。2027年9月以降に打ち上げ予定のNASAの赤外線望遠鏡NEO Surveyorと、チリのベラ・C・ルービン天文台は、この空白を埋めるためのものです。
もし何かが見つかれば、いまでは押しのけられるという証拠があります。2022年9月26日、NASAの探査機DARTが、小惑星ディディモスを周回する直径約160〜170mの衛星ディモルフォスに突入しました。約12時間だった軌道周期は33分縮まりました。探査機の運動量だけで説明できる量の数倍で、噴き出した岩屑が追加の推力を与えたためです。2026年の分析では、この連星の太陽を回る軌道さえわずかにずれていたことが分かりました。ESAの探査機ヘラは2026年後半に到着し、結果を検証します。ただし、この種の押しには何年もの事前警告が必要です。だからこそ、まず小惑星を見つけることが先なのです。
ほかの訪問者がどこに岩を落としているかは、過去30日間にシミュレートされたもので見られます。
よくある質問
小惑星は地球に衝突しますか?
既知の小惑星で今後100年以内に地球に衝突するコースにあるものはありません。NASAのSentryシステムとESAの調整センターが既知のすべての地球近傍天体を追跡しており、現在トリノスケールで0を超えるものはありません。未発見の小さな岩はいまも飛来しており、チェリャビンスク級のものは平均して50〜100年に1回です。
シティキラー小惑星とは何ですか?
都市を破壊できるが地球規模の影響は起こさない、おおむね直径50mから200m程度の小惑星の俗称です。140mの天体は60Mt以上で衝突し、それは約20,000年に1回起きます。この言葉は2024 YR4で広まりました。直径60mのこの小惑星は、2032年の衝突確率が2025年に一時3%を超えたのち、否定されました。
アポフィスは2029年に地球に衝突しますか?
いいえ。2029年4月13日、直径340mの小惑星アポフィスは地表から約32,000km、静止衛星より近いところを通過し、欧州、アフリカ、アジアの一部から肉眼で見えます。2021年のレーダー観測により、少なくとも今後100年間の衝突は否定されています。
恐竜を滅ぼした小惑星はどれくらいの大きさで、どこに落ちたのですか?
直径約10km、もう少し大きかった可能性もあります。6,600万年前、メキシコのユカタン半島北縁、現在のチクシュルーブ・プエルト付近に衝突し、直径約180〜200kmの埋もれたクレーターを残しました。その半分はメキシコ湾の下にあります。
アリゾナ州のメテオクレーターはどれくらいの大きさですか?
メテオクレーター、別名バリンジャー隕石孔は直径約1.2km、深さ180mで、縁は周囲の平原から30〜60m高くなっています。約50,000年前、直径およそ40〜50mの鉄ニッケル小惑星が地表に衝突してできました。同じ大きさの石質天体なら、代わりに空中で爆発していたでしょう。
流星、隕石、小惑星の違いは何ですか?
小惑星は太陽を周回する岩石または金属の天体で、約1m未満の破片は流星物質と呼ばれます。流星は、そうした天体が大気中で燃えるときにできる光の筋です。隕石は生き残って地上に落ちた破片です。
出典
- 全米科学アカデミー:Origins, Worlds, and Life(2022年)、第18章 プラネタリー・ディフェンス
- NASA:地球近傍天体科学定義チーム報告書(2017年)
- NASA:Asteroid Fast Facts
- IAU 第F1委員会:流星天文学の用語の定義(2017年)
- ESA 地球近傍天体調整センター:2024 XA1
- Popova ほか、Science(2013年):チェリャビンスクの空中爆発、被害評価、隕石回収
- NASA:チェリャビンスク隕石から5年
- NASA:115年前、ツングースカの小惑星衝突事象
- NASA:ツングースカ再考(2019年)
- サンディア国立研究所:ツングースカ災害の新しい説明(2007年)
- 月惑星研究所:Kring、バリンジャー隕石孔の地質ガイドブック
- Melosh & Collins、Nature(2005年):メテオクレーターは低速衝突で形成された
- NASA:小惑星2024 YR4
- NASA:2024 YR4は地球に重大な脅威をもたらさない(2025年2月)
- NASA:新たな観測で2032年の月衝突の可能性が消える(2026年3月)
- NASA:アポフィスの基本情報
- NASA JPL:地球は小惑星アポフィスから100年以上安全(2021年)
- ESA:ラムセス、小惑星アポフィスへのESAのミッション
- Fischer-Gödde ほか、Science(2024年):ルテニウム同位体はチクシュルーブ衝突体が炭素質小惑星だったことを示す
- Collins ほか、Nature Communications(2020年):チクシュルーブ衝突の急角度の軌道
- IODP:第364次航海の概要、チクシュルーブのピークリング掘削
- Schulte ほか、Science(2010年):チクシュルーブ小惑星衝突と白亜紀・古第三紀境界の大量絶滅
- NASA JPL CNEOS:Sentry、地球衝突監視
- NASA JPL CNEOS:トリノ衝突危険度スケール
- NASA:NEO Surveyor
- Thomas ほか、Nature(2023年):DART運動衝突によるディモルフォスの公転周期変化
- NASA JPL:DARTが小惑星ディディモスの太陽周回軌道を変えた(2026年)