実験！山にポテチの袋を持っていくとどうなるのか？標高2237mで破裂寸前！？（大気圧のふしぎ）
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
標高2237mの山の上で、ポテトチップスの袋を取り出してみると、まるで風船のようにパンパンにふくらんでいました。ふもとのスーパーで買ったときは、ふつうの袋だったのに、いったい何が起きたのでしょうか。しかも舞台は、溶岩がごろごろ広がる不思議な庭、北八ヶ岳の坪庭です。
標高2237mの坪庭へポテチを連れていく
北八ヶ岳にある坪庭に行ってきました。坪庭は標高2237mです。北八ヶ岳ロープウェイに乗っていきました。ロープウェイは、標高1771mの山麓駅から山頂駅まで、約7分で一気に上ります。
実験のために持っていったのは、都内のスーパー（海面からの高さは数ｍ程度）で買ったポテトチップスの袋です。山の上でパンパンになるのかどうかを確かめるためです。
結果発表！袋は破裂寸前のパンパンに
さてさてその結果は、なんと！もう破裂するくらいパンパンになりました！嬉しい！
国立天文台「野辺山」にいったときに、ポテトチップスも一緒に持っていきました。東京と野辺山でポテトチップスの袋の様子を比べてみると…
袋がふくらむ理由は「空気の重さ」が減るから
私たちのまわりの空気には重さがあり、その重さが物を押す力を気圧（大気圧）といいます。海面に近い場所では、上空にある空気が全部のしかかってくるので、気圧が大きくなります。山に登ると、上にある空気が少なくなるため、気圧は小さくなります。標準的な大気の場合、標高2237mの気圧は、海面近くのおよそ7〜8割（約770hPa）になると考えられます。
ポテトチップスの袋は密閉されていて、中の空気は逃げられません。ふもとでは、袋の中の空気と外の空気が同じ強さで押し合ってつり合っていました。ところが山の上では、外から押す力が弱くなります。中の空気はそのままなので、袋の内側から押す力のほうが強くなり、袋がぐーっとふくらむのです。
この関係は、ボイルの法則で説明できます。温度が同じなら、気体の体積は圧力に反比例します。圧力がおよそ4分の3になれば、体積は約1.3倍になる計算です。実際には、山の上のほうが気温が低いことや、袋の素材のかたさなどが影響します。それでも、同じ袋が見ためにもはっきり大きくなるのは、迫力がありますね。
ちなみに、多くのスナック菓子の袋には、お菓子が酸化しにくく、くだけにくいように、窒素などの気体が入れられています。この袋の中身も、基本的には同じ仕組みでふくらみます。
なお近くの売店に売られていたカップ麺も膨らんでいました。
溶岩が広がる、まるで巨大な庭園「坪庭」
今回の舞台となった坪庭は、じつは火山がつくった不思議な景色です。北八ヶ岳の北横岳は活火山で、過去に約300万立方メートル（東京ドームおよそ2杯分）もの溶岩を噴き出したとされています。その溶岩が冷え固まり、黒くごつごつした大きな岩が一面に広がる溶岩台地になりました。広さは約33万平方メートルあります。
その溶岩のすきまには、ハイマツが茂り、足元にはコケモモやガンコウランなどの高山植物が育っています。まるで、自然がつくった巨大な庭園のようです。
ところで、坪庭の標高は、森林が育たない高山帯ほど高いわけではありません。それでも、背の高い木が少なく、ハイマツや高山植物が見られるのは、溶岩が流れ出たのが比較的新しいためと説明されています。ただし、いつ流れ出た溶岩なのかは、はっきりしていないようです。足元の岩を見ながら、大昔の火山の姿を想像してみるのも楽しいですね。
参考資料
・北八ヶ岳ロープウェイ公式サイト（https://www.kitayatu.jp/）
・旅行情報サイト「たびまがジン」の坪庭の紹介（https://tabi-mag.jp/nn715/）
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