地球の大気はどこまで続くの？空気と宇宙の境目をやさしく解説

地球の大気はどこまで続いているのでしょうか？対流圏から外気圏までの5つの層、宇宙との境目、空気が高い場所ほど薄くなる理由を小中学生向けにやさしく解説します。大気が地球を守る役割も分かります。

空を見上げたとき、「空気はどこまで続いているの？」「どこから宇宙になるの？」と不思議に思ったことはありませんか。地球のまわりには「大気」と呼ばれる空気の層が広がっていて、高くなるほど少しずつ薄くなっています。しかも、大気は一つの同じ層ではなく、対流圏・成層圏・中間圏・熱圏・外気圏という5つの層に分けて考えられています。この記事では、大気がどこまで続くのか、宇宙との境目はどこなのか、大気が地球や生き物をどのように守っているのかを、小中学生向けにやさしく解説します。

地球の大気って何だろう？

私たちのまわりには、目には見えませんが「空気」があります。その空気は地上だけにあるのではなく、地球全体を包むように広がっています。

この**地球のまわりを取り囲んでいる気体の層を「大気」**といいます。

大気は、私たちが呼吸するために必要なだけではありません。天気を変化させたり、地球の温度に影響したり、生き物を強い紫外線などから守ったりする重要な役割を持っています。

地球を包んでいる空気の層

地球を宇宙から見ると、青く美しい球のように見えます。その地球の表面を包んでいるのが大気です。

私たちは大気の一番下に近いところで生活しています。

山や海、学校、公園、家の中などにも空気があるので、普段は大気の中にいることを意識することはあまりありません。

地球と大気の関係

            宇宙
      ★            ★

       ┌─────────┐
      ／   大 気    ＼
     │    🌍 地球    │
      ＼            ／
       └─────────┘

地球のまわりを大気が包んでいる

ただし、大気は地球の表面から同じ濃さでずっと続いているわけではありません。

地上付近にはたくさんの空気がありますが、高い場所へ行くほど空気は薄くなっていきます。

例えば、高い山に登ると地上より空気が薄くなるため、息苦しく感じることがあります。

大気の大切な役割

• 人や動物が呼吸するための酸素を含んでいる
• 植物が光合成に使う二酸化炭素を含んでいる
• 雲・雨・雪・風などの気象現象が起こる
• 地球の温度に大きく関係している
• 有害な紫外線の一部から生き物を守っている

大気は、地球で生き物が暮らしていくために欠かせない存在なのです。

大気は何でできているの？

「空気」という名前の気体が一つだけあると思うかもしれませんが、実はそうではありません。

空気は、いくつもの種類の気体が混ざってできています。

地表付近の乾燥した空気では、主に窒素と酸素が含まれています。

大気の主な成分

成分	およその割合	特徴
窒素	約78％	大気で最も多い
酸素	約21％	人や動物の呼吸などに必要
アルゴン	約0.93％	大気中に含まれる気体
二酸化炭素	約0.04％	植物の光合成や温室効果に関係
その他	わずか	ネオン・ヘリウムなど

※水蒸気を除いた乾燥空気のおよその割合です。二酸化炭素の濃度は変化しています。

空気100個で考えてみよう

空気を100個の粒で考えると……

窒素　　　■■■■■■■■ 約78個
酸素　　　■■　　　 約21個
その他　　■未満　　 約1個

窒素＋酸素で約99％

空気の約5分の4は窒素、約5分の1は酸素と考えると覚えやすいでしょう。

さらに大気には水蒸気も含まれています。

水蒸気の量は場所や天気によって変わり、雲や雨、雪などができるしくみに深く関係しています。

覚えておきたいポイント

• 大気はいろいろな気体の集まりです。
• 最も多いのは窒素です。
• 次に多いのが酸素です。
• 水蒸気の量は場所や天気によって変化します。

大気はどうして宇宙へ逃げないの？

地球のまわりには広い宇宙があります。

それなら、「空気は全部宇宙へ飛んでいってしまわないの？」と疑問に思いますね。

大気が地球のまわりにとどまっている大きな理由が、地球の重力です。

重力とは、物体を地球の中心方向へ引きつける力です。

人やボールだけでなく、大気をつくっている窒素や酸素などの気体にも重力がはたらいています。

重力と大気

       大気の粒  ○  ○
             ↓  ↓
          ○   ↓   ○
             🌍
             地球

        地球の重力
             ↓
大気を地球の近くに引きつける

ただし、大気は完全に閉じ込められているわけではありません。

大気の非常に高いところでは、気体の粒子の一部が宇宙空間へ逃げていくこともあります。

それでも地球には十分な重力があるため、厚い大気を保つことができています。

覚えておきたいポイント

• 大気にも地球の重力がはたらいています。
• 重力が大気を地球の近くに保っています。
• 大気の一部は宇宙へ逃げることがあります。
• 地球の大気は完全に閉じ込められているわけではありません。

地球の大気はどこまで続いているの？

「地球の大気は何kmまでありますか？」と聞かれると、数字で答えられそうに思えます。

ところが、大気には「ここから先には空気がまったくありません」という、壁のようなはっきりした終わりはありません。

地表から上へ行くにつれて大気は少しずつ薄くなり、やがて宇宙空間へつながっていきます。

そのため、大気の終わりと宇宙の始まりは、目的によって考え方が異なります。

大気にははっきりした終わりがない

海と陸には海岸線がありますが、大気と宇宙の間には同じような境界線はありません。

高度が上がるにつれて、大気をつくる気体の粒子が少なくなっていくからです。

大気は少しずつ薄くなる

地上
●●●●●●●●●●  空気が多い

　　↑

●●●●●●　　　少し薄い

　　↑

●●●　　　　　さらに薄い

　　↑

●　　　　　　非常に薄い

　　↑

　　　　宇宙空間へ

大気の最も外側にあたる外気圏では、気体の粒子同士がぶつかることも非常に少なくなります。

その先は、宇宙空間へなだらかにつながっています。

つまり、「大気は○○kmで突然なくなる」というより、上へ行くほど薄くなりながら宇宙へつながると考えると分かりやすいでしょう。

高度が上がるほど空気は薄くなる

大気は地球の重力によって引きつけられているため、地表に近いところほど多くの空気があります。

高い場所へ行くほど上にある空気の量が少なくなり、気圧も低くなります。

例えば、高い山へ登ると、

• 空気が薄くなる
• 気圧が低くなる
• 同じ体積の空気に含まれる酸素分子の数も少なくなる
• 息苦しく感じることがある

といった変化が起こります。

高さによる違いのイメージ

場所	高度の目安	空気の特徴
海面付近	0km	空気が濃い
富士山頂	約3.8km	地上より空気が薄い
エベレスト山頂	約8.8km	とても空気が薄い
旅客機の飛行高度	約10km前後	さらに空気が薄い
高い大気	数十km以上	非常に薄くなる

旅客機では、高度が高くなると外の空気が非常に薄くなるため、客室内を人が過ごせるように与圧しています。

覚えておきたいポイント

• 地表付近ほど空気は濃くなっています。
• 高度が上がるほど空気は薄くなります。
• 高い場所ほど気圧も低くなります。
• 高山で息苦しくなるのも大気と関係しています。

宇宙との境目はどこにあるの？

大気にははっきりした終わりがありませんが、「宇宙はどこから始まるの？」という問いに答えるための目安はあります。

その一つとしてよく知られているのが、地上から高度100kmに設定された「カーマン・ライン」です。

地上から宇宙まで

宇宙
────────────────
     高度 約100km
     カーマン・ライン
────────────────

          ↑
          │ 大気
          │
          │
────────────────
         地上 0km

カーマン・ラインは、「ここから上には大気がまったくない」という線ではありません。

高度100kmより上にも、ごく薄い大気は存在しています。

つまり、

「大気の終わり＝高度100km」ではありません。

高度100kmは、宇宙との境界を考えるために使われる一つの目安なのです。

なお、宇宙の境界についてはすべての機関が同じ基準を使っているわけではありません。例えば、米国では高度約80km（50マイル）を宇宙飛行の基準として扱う場合があります。

大気と宇宙の関係まとめ表

疑問	答え
大気はどこで終わる？	はっきりした終わりはありません
高くなるとどうなる？	空気が少しずつ薄くなります
宇宙との境目は？	高度100kmが代表的な目安です
100kmを超えると空気はゼロ？	いいえ、ごく薄い大気があります
境界は世界共通？	使われる基準によって異なる場合があります

覚えておきたいポイント

• 大気とは地球を包んでいる気体の層です。
• 大気の約78％は窒素、約21％は酸素です。
• 地球の重力が大気を地球の近くに保っています。
• 高度が上がるほど大気は薄くなり、気圧も低くなります。
• 大気と宇宙の間には、壁のようなはっきりした境界はありません。
• 高度100kmの「カーマン・ライン」が宇宙との境目の代表的な目安として使われています。

大気は5つの層に分かれている

地球の大気は、地上から宇宙まで全部同じ状態ではありません。高さによって気温の変化や空気の性質が違うため、大きく対流圏・成層圏・中間圏・熱圏・外気圏の5つに分けて考えます。NASAも、この5つを地球大気の主要な層として説明しています。

それぞれの層では、天気が変わったり、オゾン層があったり、流れ星やオーロラが見られたりします。

大気の5つの層

宇宙
────────────────
外気圏
────────────────
熱圏
　オーロラ・人工衛星
────────────────
中間圏
　流れ星
────────────────
成層圏
　オゾン層
────────────────
対流圏
　雲・雨・雪・私たちの生活
────────────────
地上

私たちが暮らす「対流圏」

**対流圏（たいりゅうけん）**は、地表からおよそ10～16kmほどまで広がる、大気の一番下の層です。境界の高さは緯度や季節によって変化します。気象庁によると、雲や雨など、私たちが普段経験する天気現象の多くは対流圏で起こります。

私たちが生活している町や山はもちろん、多くの雲もこの層の中にあります。

対流圏で見られるもの

• 雲
• 雨
• 雪
• 風
• 台風
• 雷

対流圏では、一般に高度が上がるにつれて気温が下がります。地表面が太陽のエネルギーで温められ、その熱が空気へ伝わるためです。

対流圏

約10～16km
────────────
　☁ 雲
　🌧 雨
　❄ 雪

　　↑↓
　空気の対流

────────────
地上・私たちの生活

覚えておきたいポイント

• 大気の一番下の層です。
• 私たちは対流圏で暮らしています。
• 雲・雨・雪などの天気現象の多くが起こります。
• 上空ほど気温が低くなるのが基本です。

オゾン層がある「成層圏」

対流圏の上には**成層圏（せいそうけん）**があります。

成層圏は、およそ高度10～50km付近に広がっています。この層にはオゾンが多く存在し、大気中のオゾンの約9割は成層圏にあります。

オゾンには、太陽から届く紫外線の一部を吸収する働きがあります。

そのため、オゾン層は地球上の生き物を強い紫外線から守る重要な役割を持っています。

成層圏とオゾン層

約50km
────────────

　オゾン層
  ○ ○ ○ ○

紫外線
↓↓↓↓↓
一部を吸収

────────────
約10km

成層圏では、対流圏とは反対に、上空へ行くにつれて気温が上がる部分があります。これはオゾンが紫外線を吸収して大気を温めることが大きく関係しています。

覚えておきたいポイント

• 成層圏は対流圏の上にあります。
• オゾン層があります。
• 紫外線の一部を吸収します。
• 高度とともに気温が上がる部分があります。

流れ星が光る「中間圏」

成層圏の上、およそ高度50～85km付近にあるのが**中間圏（ちゅうかんけん）**です。NASAは、中間圏がおよそ高度85kmまで広がり、多くの流星がこの層で光ると説明しています。

夜空で見える「流れ星」は、本当の星が落ちているわけではありません。

宇宙から地球へ入ってきた小さな岩石やちりが大気へ高速で突入し、周囲の気体が加熱・発光するなどして明るく見える現象です。

中間圏と流れ星

約85km
────────────

      ★
       ＼
        ＼
         🔥
       流れ星

────────────
約50km

また、中間圏では高度が上がるにつれて再び気温が下がり、中間圏と熱圏の境界付近は地球大気でも特に低温になる領域です。

覚えておきたいポイント

• 中間圏は成層圏の上にあります。
• 多くの流星がこの付近で光ります。
• 高くなるほど気温が下がる傾向があります。
• 上端付近は非常に低温になります。

オーロラも見られる「熱圏」

中間圏の上には**熱圏（ねつけん）**があります。

熱圏はおよそ高度85km付近から数百km上空まで広がっています。NASAの資料では、この領域でオーロラが発生し、人工衛星も飛行すると説明されています。

オーロラは、太陽から飛んできた電気を帯びた粒子が地球の磁場に導かれ、大気中の原子や分子とぶつかることで光る現象です。

熱圏

数百km
────────────

🛰 人工衛星

✨✨✨✨
オーロラ

────────────
約85km

熱圏では、高度が上がるにつれて気温として表される値が非常に高くなることがあります。

ただし、空気そのものが非常に薄いため、地上で「暑い」と感じる状態とは意味が違います。NASAは、熱圏の温度が非常に高くなり得ることを説明しています。

覚えておきたいポイント

• 中間圏の上にあります。
• オーロラが見られる領域です。
• 人工衛星が飛ぶ高度も含まれます。
• 空気は非常に薄くなっています。

宇宙へつながる「外気圏」

大気の一番外側にあるのが**外気圏（がいきけん）**です。

外気圏では気体の粒子が非常に少なく、粒子同士がぶつかることもほとんどなくなっていきます。そして、はっきりした壁があるわけではなく、そのまま宇宙空間へつながっています。NASAも、外気圏を地球大気の最も外側の主要な層としています。

外気圏から宇宙へ

        宇宙

★         🛰         ★

　○　　　○
       ○

気体の粒がとても少ない

────────────
       外気圏

ここまで来ると、私たちが地上で感じる「空気」とは大きく異なる状態です。

覚えておきたいポイント

• 外気圏は大気の一番外側です。
• 気体の粒子が非常に少なくなります。
• はっきりした終わりはありません。
• 少しずつ宇宙空間へつながっています。

大気の5つの層まとめ表

大気の層	高度の目安	主な特徴
対流圏	地上～約10～16km	雲・雨・雪などの天気
成層圏	約10～50km	オゾン層
中間圏	約50～85km	多くの流星が光る
熱圏	約85km～数百km	オーロラ・人工衛星
外気圏	熱圏よりさらに上	宇宙へ少しずつつながる

※各層の境界高度は、季節・緯度・太陽活動などによって変化するため、表の数値はおおよその目安です。

高度が上がると空気はどう変わるの？

地面から空へ上がっていくと、大気の状態は大きく変化します。

特に重要なのが、

• 空気の濃さ
• 気圧
• 気温

です。

「高い場所は全部同じように寒くなる」と思うかもしれませんが、実際にはそうではありません。

高度によって大気が太陽から受け取るエネルギーなどが違うため、気温は上がったり下がったりします。

高い場所ほど空気が薄くなる

地球の大気には重力がはたらいています。

そのため、大気の多くは地表に近いところへ集まっています。

気象庁によると、大気のおよそ90％は高度約15km以下に存在します。

高度と空気の量

高い場所

●　　　　空気が少ない

　　↑

● ● ●

　　↑

● ● ● ● ●

　　↑

● ● ● ● ● ● ● ●
地上　　　空気が多い

高い山に登ると息苦しくなるのも、このためです。

例えばエベレスト山頂では、地上より気圧が大幅に低くなり、同じ体積の空気に含まれる酸素分子も少なくなります。

覚えておきたいポイント

• 地表付近には多くの空気があります。
• 高度が上がるほど空気は薄くなります。
• 大気の多くは地表近くに集まっています。

気圧はどんどん低くなる

気圧は、それより上にある空気の重さによって生じる圧力です。

高い場所へ行くほど自分より上にある空気の量が少なくなるため、気圧は低くなります。

気象庁の標準大気の説明では、高度が約15km上がるごとに気圧がおよそ10分の1になるという大まかな関係が示されています。

気圧が低くなる理由

高い場所

空気が少ない
　○
　↓
押す力が弱い
＝気圧が低い


地上

○○○○○○
↓↓↓↓↓↓
押す力が強い
＝気圧が高い

気圧の違いを感じる例

• 高い山で息苦しくなる
• 飛行機の離着陸で耳がつまったように感じる
• 高地でお菓子の袋がふくらむことがある

これらは、大気圧の違いと関係しています。

覚えておきたいポイント

• 高度が上がるほど気圧は低くなります。
• 上にある空気が少なくなるためです。
• 飛行機や高山でも気圧の変化を感じることがあります。

気温は高さによって複雑に変化する

高度が上がれば、ずっと気温が下がり続けるわけではありません。

大気の層によって、下がる→上がる→下がる→上がるという変化をします。気象庁やNASAも、大気を気温の高度変化によって区分しています。

気温の変化

大気の層	高度が上がると気温は？
対流圏	下がる
成層圏	上がる
中間圏	下がる
熱圏	上がる

気温の変化

地上
　↓
対流圏　　気温 ↓

　↓
成層圏　　気温 ↑

　↓
中間圏　　気温 ↓

　↓
熱圏　　　気温 ↑

　↓
宇宙へ

なぜ気温が上がったり下がったりするの？

対流圏では、主に地表から空気が温められるため、上空ほど気温が低くなります。成層圏ではオゾンが紫外線を吸収するため、上空へ向かって気温が上がる部分があります。

中間圏では再び気温が下がり、熱圏では太陽から届く高エネルギーの放射を大気中の粒子が吸収するため、温度が高くなります。

このように、大気は単純な一枚の空気ではなく、高さによって性質が大きく変わるのです。

覚えておきたいポイント

• 地球の大気は主要な5つの層に分けられます。
• 私たちは最も下の対流圏で生活しています。
• 成層圏にはオゾン層があります。
• 多くの流星は中間圏付近で光ります。
• 熱圏ではオーロラが見られます。
• 外気圏は宇宙へ少しずつつながっています。
• 高度が上がるほど空気と気圧は小さくなります。
• 気温は高度とともに単純に下がるのではなく、層によって上がったり下がったりします。

大気は地球や私たちをどう守っているの？

地球の大気は、私たちが呼吸するための空気を保っているだけではありません。

太陽から届く強い紫外線の一部を吸収したり、地球の温度を保ったり、小さな隕石から地表を守ったりする役割もあります。

もし地球に今のような大気がなければ、私たちを含む多くの生き物が暮らすことは、とても難しくなります。

ここでは、大気が地球と生き物をどのように守っているのかを見ていきましょう。

生き物に必要な空気を保っている

大気には、私たちが生きるために欠かせない気体が含まれています。

例えば、人や多くの動物は酸素を使って呼吸しています。また、植物は二酸化炭素を使って光合成を行います。

植物が光合成をすると、酸素が作られます。

このように、大気は生き物同士のつながりにも大きく関係しています。

大気と生き物の関係

大気
│
├─ 酸素
│    ↓
│  人・動物が呼吸
│
└─ 二酸化炭素
     ↓
   植物が光合成
     ↓
   酸素を作る

さらに、大気には水蒸気も含まれています。

水蒸気は、

• 雲
• 雨
• 雪

などのもとになります。

雨によって川や湖に水がたまり、その水が植物や動物、人間の生活を支えています。

覚えておきたいポイント

• 大気には呼吸に必要な酸素があります。
• 植物は二酸化炭素を光合成に使います。
• 水蒸気は雲や雨のもとになります。
• 大気は地球上の生命を支える大切な存在です。

太陽から届く紫外線の一部を防いでいる

太陽からは、目に見える光だけでなく紫外線も地球へ届いています。

紫外線の中には、生き物に強い影響を与えるものがあります。

そこで大切な働きをしているのが、成層圏にあるオゾン層です。

オゾンは、太陽から届く紫外線の一部を吸収します。

オゾン層の働き

        太陽
         ☀
      ↓↓↓↓↓
       紫外線

────────────────
      オゾン層
   紫外線の一部を吸収
────────────────

         ↓
        🌍
       地球

特に、紫外線の中でも強いUV-Bの多くと、より強いUV-Cのほぼすべてが大気によって吸収されます。

そのため、地表へ届く紫外線の量が減り、生き物が暮らしやすい環境が保たれています。

ただし、紫外線がすべてなくなるわけではありません。

地表にも一部の紫外線は届くため、日差しが強いときには帽子や日陰などを利用することが大切です。

覚えておきたいポイント

• 太陽から紫外線が届いています。
• 成層圏にはオゾン層があります。
• オゾン層は紫外線の一部を吸収します。
• 紫外線は完全にゼロになるわけではありません。

地球の温度を生き物が暮らしやすく保っている

大気には、地球の温度を保つ働きもあります。

太陽の光によって地表が温められると、地表から宇宙へ向かって熱が放出されます。

しかし、大気中の

• 水蒸気
• 二酸化炭素
• メタン

などの気体は、その熱の一部を吸収し、再びさまざまな方向へ放出します。

この働きを温室効果といいます。

温室効果

太陽
 ☀
 ↓
太陽の光
 ↓
🌍 地表が温まる
 ↑
熱が宇宙へ

──── 大気 ────
熱の一部を吸収
   ↓   ↑
地表も温める

「温室効果」と聞くと悪いもののように感じるかもしれませんが、自然の温室効果そのものは、地球で生き物が暮らすためにとても重要です。

もし自然の温室効果がなければ、地球の平均気温は現在より大幅に低くなると考えられています。

一方、人間活動によって二酸化炭素などの温室効果ガスが増えすぎると、地球温暖化につながります。

自然の温室効果と地球温暖化

項目	内容
自然の温室効果	地球を生き物が暮らしやすい温度に保つ
温室効果ガスの増加	地球の平均気温をさらに上げる原因になる

覚えておきたいポイント

• 大気は地球の熱を一部保っています。
• 自然の温室効果は生命に必要です。
• 温室効果ガスが増えすぎると地球温暖化につながります。

小さな隕石の多くを大気中で燃え尽きさせる

宇宙には、岩石やちりなどの小さな物体がたくさんあります。

それらが地球の大気へ高速で入ってくると、大気との相互作用によって周りの空気や物体自身が非常に高温になり、明るく光ります。

これが**流星（流れ星）**です。

流れ星ができるイメージ

宇宙
 ★
  ＼
   ＼ 小さな岩石
    ＼
     🔥
   大気中で光る
      ↓
   多くは地上へ
   届く前に消える

小さな流星物質の多くは、大気中を通過するうちに削られたり蒸発したりして、地上まで届きません。

ただし、すべてがなくなるわけではありません。

大きな物体では一部が地表まで残ることがあり、地上へ落ちたものを隕石といいます。

つまり「隕石の多くを燃え尽きさせる」というより、より正確には宇宙から飛び込む小さな流星物質の多くが大気中で消えていくと考えるとよいでしょう。

覚えておきたいポイント

• 宇宙から小さな岩石やちりが地球へ入ってきます。
• 大気へ高速で突入すると明るく光ります。
• 小さなものの多くは地上まで届きません。
• 地上まで残って落ちたものを隕石といいます。

大気が地球を守る働きまとめ表

大気の働き	私たちへの役割
酸素などを保つ	生き物が呼吸できる
水蒸気を含む	雲や雨ができる
オゾン層	紫外線の一部を吸収する
温室効果	地球の温度を保つ
流星物質との衝突	小さなものの多くが地上まで届かない

宇宙と大気にはどんな違いがあるの？

地球の表面では、私たちは空気があることを当たり前に感じています。

しかし、宇宙空間へ出ると環境は大きく変わります。

宇宙では空気がほとんどないため、

• 呼吸できない
• 音がそのまま伝わらない
• 普通の飛行機は翼を使って飛べない

など、地上とはまったく違った世界になります。

宇宙では空気がほとんどない

宇宙空間は、地上と比べると気体の粒子が非常に少ない場所です。

完全に何もないわけではありませんが、私たちが呼吸できるような空気はありません。

そのため、宇宙飛行士が宇宙船の外へ出るときには宇宙服が必要です。

宇宙服には、

• 呼吸するための酸素を供給する
• 適切な圧力を保つ
• 体温を調節する
• 強い放射線や小さな粒子から体を守る

といった役割があります。

地球と宇宙の違い

地球の地表
○○○○○○○
空気が多い
呼吸できる

      ↑

宇宙空間
   ○         ○

気体の粒が非常に少ない
そのままでは呼吸できない

覚えておきたいポイント

• 宇宙には地上のような空気がありません。
• 人はそのままでは呼吸できません。
• 宇宙船や宇宙服で必要な環境を作ります。

宇宙では音はそのまま伝わらない

音は、空気などの物質を振動させながら伝わります。

例えば、私たちが話すと声帯が振動し、その振動が空気を通って相手の耳まで届きます。

音が伝わる仕組み

地球

人の声
  ↓
空気が振動
～～～～～～
  ↓
相手の耳

音が聞こえる

では、空気がほとんどない宇宙ではどうでしょうか。

音を伝えるための物質がほとんどないため、地上と同じようには音が伝わりません。

例えば、宇宙空間で2人の宇宙飛行士が離れていて、一方が声を出しても、その声が宇宙空間を直接通ってもう一人へ届くわけではありません。

実際には、宇宙服の中のマイクで声を電気信号に変え、電波を使って通信します。

地上と宇宙の違い

場所	空気	音
地上	ある	空気を通って伝わる
宇宙	ほとんどない	空間を直接は伝わりにくい
宇宙船の中	空気がある	普通に会話できる

覚えておきたいポイント

• 音には伝えるための物質が必要です。
• 地球では主に空気が音を伝えます。
• 宇宙空間では音は直接伝わりません。
• 宇宙飛行士は電波で会話します。

飛行機とロケットでは飛ぶしくみが違う

飛行機とロケットはどちらも空へ上がりますが、飛ぶしくみは大きく違います。

飛行機の場合

飛行機は翼のまわりを流れる空気によって揚力を作ります。

また、一般的なジェットエンジンは大気中の酸素を取り込み、燃料を燃焼させるために利用します。

そのため、空気がほとんどない宇宙空間では、普通の飛行機は地上と同じ方法では飛べません。

ロケットの場合

ロケットは、燃料だけでなく燃焼に必要な酸化剤も機体に積んでいます。

燃焼によって生まれた高温のガスを後ろへ勢いよく噴き出し、その反作用で前へ進みます。

そのため、大気のない宇宙空間でも進むことができます。

飛行機とロケット

飛行機 ✈

空気
↓↓↓↓
翼で揚力を得る

────────────

ロケット 🚀

       ↑ 前進
       │
      🚀
       │
       ↓
   ガスを噴射

空気がなくても進める

飛行機とロケット比較表

比べること	飛行機	ロケット
主に飛ぶ場所	大気中	大気中～宇宙
翼の揚力	必要	基本的には必要ない
空気	飛行に重要	宇宙でも進める
酸素	多くのジェット機は大気から取り込む	酸化剤を機体に積む
進む力	エンジン・プロペラなど	ガスを後方へ噴射

身近な例

風船をふくらませて手を離すと、空気が後ろへ飛び出し、風船は反対方向へ動きます。

ロケットが進む仕組みも、基本的にはこの作用・反作用と同じ考え方です。

覚えておきたいポイント

• 飛行機は空気を利用して飛びます。
• ロケットはガスを後方へ噴射して進みます。
• ロケットは燃料と酸化剤を積んでいます。
• 宇宙では普通の飛行機の翼は十分な揚力を作れません。

覚えておきたいポイント

• 大気は生き物に必要な空気を保っています。
• オゾン層は紫外線の一部を吸収します。
• 自然の温室効果によって地球は暮らしやすい温度に保たれています。
• 小さな流星物質の多くは大気中で消えていきます。
• 宇宙では空気がほとんどありません。
• 音は空気などの物質がないとそのまま伝わりません。
• 飛行機とロケットでは飛ぶ仕組みが大きく違います。

地球の大気に関するよくある質問

ここでは、地球の大気について小中学生が疑問に思いやすいことをQ&A形式でまとめます。

「宇宙はどこから始まるの？」「飛行機はどの高さを飛ぶの？」「月にも空気はあるの？」など、身近な疑問から大気のしくみをさらに深く理解していきましょう。

宇宙は地上から何kmで始まるの？

宇宙と大気の間には、壁のようなはっきりした境目はありません。

地球の大気は、高度が上がるほど少しずつ薄くなりながら宇宙空間へつながっています。

ただし、宇宙との境界を考えるときによく使われる目安が、地上から高度100kmの「カーマン・ライン」です。NASAも、高度100kmを宇宙との代表的な境界として紹介しています。

地上から宇宙まで

宇宙空間
★　　　★　　　★

──────────────
高度 約100km
カーマン・ライン
──────────────

      大気
       ↑
       │
       │

──────────────
地上 0km

ただし、高度100kmを超えた瞬間に空気が完全になくなるわけではありません。

地球の大気の最も外側にある外気圏は、さらに何千kmもの高さまで広がり、少しずつ宇宙空間へつながっています。NASAは外気圏がおよそ700～10,000km付近まで広がると説明しています。

覚えておきたいポイント

• 大気と宇宙には、自然界のはっきりした境界線はありません。
• 高度100kmのカーマン・ラインが代表的な目安です。
• 100kmより上にも非常に薄い大気があります。
• 大気は少しずつ宇宙へつながっています。

エベレストではなぜ息苦しくなるの？

エベレストの山頂は、標高約8,849mもあります。

高い場所では、地上より気圧が低く、同じ体積の空気に含まれる酸素分子の数が少なくなるため、呼吸をしても体へ取り込める酸素が少なくなります。

そのため、息苦しく感じたり、体が動きにくくなったりします。

高度と空気の違い

高い山

○    ○
   ○
空気の粒が少ない
気圧が低い
      ↓
酸素を取り込みにくい

────────────

地上

○○○○○○○○
空気の粒が多い
気圧が高い

ここで大切なのは、高い場所だから空気中の酸素の割合が急に大きく減るわけではないということです。

高度が上がっても、大気中の酸素の割合は下層大気ではおおむね約21％です。しかし気圧が下がるため、1回の呼吸で取り込める酸素分子の数が少なくなります。

気象庁によると、高度が上がるほど気圧は低くなり、大気の約90％は高度約15kmより下に存在しています。

高い山で起こりやすいこと

• 息切れする
• 頭痛がする
• 疲れやすくなる
• 体を動かしにくくなる

高山では高山病になることもあるため、急に高い場所へ行かず、体を少しずつ慣らすことが重要です。

覚えておきたいポイント

• 高度が上がるほど気圧は低くなります。
• 空気が薄くなり、取り込める酸素分子も少なくなります。
• 酸素の割合そのものが急にゼロになるわけではありません。

飛行機は大気のどのあたりを飛んでいるの？

一般的な旅客機は、およそ高度9～12km前後を飛ぶことが多くあります。

この高さは、対流圏の上部から対流圏界面の近く、場合によっては下部成層圏に近い領域です。

気象庁によると、対流圏は地上からおよそ10～16km程度まで広がっています。

旅客機が飛ぶ高さ

成層圏
────────────

対流圏界面付近
       ✈
    旅客機
約9～12km前後

────────────

対流圏
☁   ☁   ☁

────────────
地上

なぜ高い場所を飛ぶの？

高い場所では地上付近より空気が薄いため、飛行機が受ける空気抵抗を小さくしやすいという利点があります。

また、低い高度に多い雲や天気現象の影響を避けやすい場合もあります。

ただし、高度が高すぎると空気が薄くなりすぎて翼が十分な揚力を得にくくなるため、飛行機には安全に飛べる高度の範囲があります。

覚えておきたいポイント

• 旅客機は高度9～12km前後を飛ぶことが多いです。
• 対流圏の上部付近を飛行します。
• 高度や機種、天候によって飛行高度は変わります。

オゾン層はどこにあるの？

オゾン層は、主に成層圏にあります。

気象庁によると、大気中のオゾンの約90％は高度約10～50kmの成層圏に存在し、特に20～25km付近で多く観測されることがあります。

オゾン層の位置

約50km
────────────
     成層圏

       オゾン
    ○ ○ ○ ○ ○

特に多い
約20～25km付近

────────────
約10km

      対流圏
────────────
      地上

オゾン層には、太陽から届く有害な紫外線の一部を吸収する大切な働きがあります。

そのため、地球上の生き物を強い紫外線から守る役割を果たしています。

オゾン層について覚えておこう

• 成層圏にあります。
• 高度約10～50km付近に多くのオゾンがあります。
• 特に20～25km付近で濃度が高くなることがあります。
• 紫外線の一部を吸収しています。

月にも大気はあるの？

「月には空気がない」とよく言われますが、厳密にはごくわずかな気体があります。

NASAは、月のまわりには非常に薄い**外気圏（エクソスフィア）**が存在すると説明しています。

ただし、地球の大気とは比べものにならないほど薄いため、人間が呼吸することはできません。

地球と月の大気

地球 🌍

○○○○○○○○○
厚い大気
      ↓
呼吸できる空気がある

────────────

月 🌕

○           ○

ごく薄い外気圏
      ↓
そのままでは呼吸できない

NASAの観測では、月の外気圏にはヘリウム、アルゴン、ネオンなどの気体が確認されています。

なぜ月の大気はとても薄いの？

月は地球より小さく、重力も弱いため、気体を長期間つなぎ止める力が地球ほど強くありません。

そのため、月には地球のような厚い大気がありません。

大気がほとんどないことで、

• 風がほぼない
• 雨が降らない
• 音が空間をそのまま伝わらない
• 昼と夜の温度差が非常に大きい

といった特徴があります。NASAも、月には地球のような厚い大気がないため、表面の温度変化が大きいと説明しています。

覚えておきたいポイント

• 月にもごく薄い気体の層があります。
• 「外気圏」と呼ばれる非常に薄い状態です。
• 人が呼吸できるような大気ではありません。
• 地球の大気とは大きく異なります。

地球の大気に関するFAQまとめ表

質問	答え
宇宙は何kmから？	高度約100kmが代表的な目安です
エベレストで息苦しいのは？	気圧が低く、取り込める酸素分子が少ないためです
旅客機はどこを飛ぶ？	高度9～12km前後が一般的です
オゾン層はどこ？	主に高度10～50kmの成層圏です
月に大気はある？	ごく薄い外気圏があります

覚えておきたい重要ポイント

• 宇宙との境界には高度100kmのカーマン・ラインがよく使われます。
• 高い山では気圧が低くなるため、呼吸で取り込める酸素が少なくなります。
• 旅客機は対流圏上部付近を飛ぶことが多いです。
• オゾン層は主に成層圏にあり、紫外線の一部を吸収します。
• 月にも非常に薄い外気圏があります。

地球の大気は宇宙へ向かって少しずつ薄くなる

地球を包んでいる大気は、私たちが呼吸するための空気を保つだけでなく、天気を生み出し、紫外線の一部を吸収し、地球の温度を保つなど大切な役割を持っています。

大気は上空へ行くほど少しずつ薄くなり、突然なくなるわけではありません。対流圏・成層圏・中間圏・熱圏・外気圏と性質を変えながら、やがて宇宙空間へつながっています。

普段何気なく見ている空も、地球から宇宙まで続く大きな大気の一部なのです。

今日覚えておきたい重要ポイント3つ

この記事で学んだ内容の中から、特に覚えておきたい3つのポイントを確認しましょう。

① 大気は地球を包んでいる気体の層

大気とは、地球のまわりを包んでいる気体の集まりです。

地表付近の乾燥した空気は、

• 窒素：約78％
• 酸素：約21％
• アルゴン：約0.93％
• 二酸化炭素：約0.04％
• その他：ごくわずか

などでできています。

さらに、量が場所や天候によって変化する水蒸気も含まれています。

私たちが呼吸できるのも、雲や雨ができるのも、大気があるからです。

② 大気は5つの層に分けられる

地球の大気は、高さによる気温変化などをもとに、主に5つの層に分けられます。

宇宙
　↑
外気圏　　宇宙へつながっていく
　↑
熱圏　　　オーロラなど
　↑
中間圏　　多くの流星が光る
　↑
成層圏　　オゾン層
　↑
対流圏　　雲・雨・雪・私たちの生活
　↑
地上

私たちが暮らしているのは、最も地表に近い対流圏です。

③ 大気は宇宙へ向かって少しずつ薄くなる

大気には「ここから先には空気がまったくない」という、壁のような終わりはありません。

高度が上がるにつれて、

空気が薄くなる → 気圧が低くなる → 非常に薄い大気になる → 宇宙空間へつながる

というように変化します。

宇宙との境界を表す代表的な目安として、高度約100kmのカーマン・ラインがあります。

ただし、高度100kmを超えると大気が突然ゼロになるわけではありません。

大気の5つの層まとめ表

大気の5つの層を、特徴と一緒に整理してみましょう。

大気の層	高度の目安	主な特徴	覚え方
対流圏	地上～約10～16km	雲・雨・雪などの気象現象	私たちが暮らす層
成層圏	約10～50km	オゾン層がある	紫外線から守る
中間圏	約50～85km	多くの流星が光る	流れ星
熱圏	約85km～数百km	オーロラなどが見られる	オーロラ
外気圏	さらに上空	気体が非常に薄い	宇宙へつながる

※境界となる高度は固定されているわけではなく、緯度・季節・太陽活動などによって変化します。

地上から宇宙まで

       ★ 宇宙 ★
           ↑
     ┌────────┐
     │ 外気圏 │　気体が非常に少ない
     ├────────┤
     │  熱圏  │　オーロラ
     ├────────┤
     │ 中間圏 │　流れ星
     ├────────┤
     │ 成層圏 │　オゾン層
     ├────────┤
     │ 対流圏 │　☁ 雨・雪・風
     └────────┘
           ↑
          🌍
          地上

大気は一枚の同じ空気の層ではなく、高度によって温度や密度などの性質が変化していることが分かります。

地球の大気のしくみチェックリスト

ここまで学んだ内容をどのくらい覚えているか、チェックしてみましょう。

大気の基本

• 大気とは地球を包んでいる気体の層だと分かった
• 大気で最も多い気体は窒素だと分かった
• 酸素は大気の約21％だと分かった
• 地球の重力が大気を地球の近くに保っていると理解した

大気の5つの層

• 私たちは対流圏で暮らしている
• 成層圏にはオゾン層がある
• 多くの流星は中間圏付近で光る
• 熱圏ではオーロラが見られる
• 外気圏は宇宙へつながっている

高度と大気の変化

• 高度が上がるほど空気が薄くなると分かった
• 高度が上がるほど気圧が低くなると分かった
• 気温は高度とともに単純に下がり続けるわけではないと分かった
• 宇宙と大気には自然界のはっきりした境界線がないと分かった
• 高度約100kmのカーマン・ラインは宇宙との境界の代表的な目安だと分かった

大気が地球を守る働き

• 呼吸に必要な酸素を含んでいる
• オゾン層が紫外線の一部を吸収している
• 自然の温室効果が地球の温度を保っている
• 小さな流星物質の多くが大気中で消えていく
• 大気が生命にとって重要だと理解できた

15個以上チェックできたら、地球の大気についてかなり理解できています。

次に読むおすすめ理科関連記事

地球の大気について理解できたら、次は空気・気圧・雲・雨・台風・飛行機について学ぶと、知識がつながっていきます。

空気は見えないけどある？空気・圧力・風のしくみをやさしく解説

「目に見えない空気が本当にあるの？」という疑問から、空気の性質、圧力、風が吹くしくみまで学べます。

今回の記事で登場した「大気」や「気圧」の基本を復習するのにおすすめです。

高気圧と低気圧の違いとは？天気のしくみをやさしく解説

大気の圧力である「気圧」について、さらに詳しく学べる記事です。

高気圧・低気圧と風や天気の関係を理解すると、毎日の天気予報も分かりやすくなります。

雲はどうやってできるの？水蒸気と天気のしくみ

対流圏で起こる代表的な気象現象の一つが「雲」です。

水蒸気がどのようにして雲へ変化するのかを学ぶことで、大気と天気の関係をさらに理解できます。

雨はなぜ降るの？雲から雨になるまでをやさしく解説

大気中の水蒸気から雲ができ、その雲から雨が降るまでの流れを学べます。

「水蒸気→雲→雨」という水の循環を理解するのにおすすめです。

台風はどうやってできるの？風と気圧のしくみをやさしく解説

台風は、暖かい海から供給される水蒸気や熱、気圧、風などが深く関係する大きな気象現象です。

大気が動くことで、なぜ強い風や大雨が起こるのかを学べます。

飛行機はなぜ空を飛べるの？揚力のしくみをやさしく解説

飛行機は、大気中の空気と翼の働きを利用して飛んでいます。

揚力・重力・推力・抗力という4つの力を知ると、「空気が力を持っている」ことを実感できます。

参考元

• 気象庁「大気の構造と流れ」
• 気象庁「オゾン層・紫外線」
• JAXA（宇宙航空研究開発機構）
• 文部科学省「小学校・中学校学習指導要領（理科）」

大気の構造や成分、オゾン層、気圧、宇宙との境界などは、公的機関の科学資料に基づく信頼性の高い情報です。各層の高度は季節や緯度などで変化するため、数値は目安です。

まとめ

地球の大気は、地球を包む空気の層で、高くなるほど少しずつ薄くなっていきます。大気には、対流圏・成層圏・中間圏・熱圏・外気圏という層があり、それぞれ特徴が異なります。私たちは大気のおかげで呼吸ができ、紫外線の一部や小さな隕石からも守られています。宇宙との境目にははっきりした線があるわけではなく、高度約100kmのカーマン・ラインが一つの目安です。空を見上げながら、地球を守る大気の広がりを想像してみましょう。