分子生成の連鎖が、循環する地球システムをつくった

 水のないドライな地球に降り注いだ大量のウェットな隕石がきっかけとなり、化学反応の連鎖がはじまる。分子生成の連鎖はやがて、循環するダイナミックな地球システムをつくってゆく。

 

●ドライな岩石惑星「地球」と月の誕生:455000万年前


 大気も水ない鉄とケイ酸塩を主成分とするドライな岩石惑星「地球」が誕生、その直後の微惑星との衝突により月が生成される。鉄などが重力で沈み込み表面を固い地核で覆われるが、重力的に安定した均衡状態となり磁場は発生ていない

 

●ドライな地球にウェットな隕石が降り注ぐ:437000万~42億年前

 

 木星と土星の軌道移動をきっかけとして、火星よりも外側から水と炭素を含む大量の隕石が降り注ぎ、再び灼熱状態となる。大気は二酸化炭素が80%程度で他にメタン、一酸化炭素、窒素で構成。地球が冷えてくると大量の二酸化炭素を含む酸性の雨(炭酸水)が降り注ぎ、還元状態の地表と激しく化学反応をおこし、地表の岩と結合してケイ酸塩が流れだし、硫酸、硝酸、塩酸などが溶け込んだ超酸性・超高塩分・重金属元素を大量に含んだ猛毒の海が誕生する

 

●地球の急冷、プレートテクトニクス、花こう岩:40億年前~38億年前


 原始海洋が大気中の二酸化炭素を大量に吸収し、地球が急速に冷える。地球の冷却と原始海洋の増加の相互連鎖が加速し、1000度から130度までいっきに冷却する。

 

 地球の冷却の影響で、海洋地核の下のマントルが上昇して裂け目(海嶺)をつくり、吹き出したマグマにより海洋地核を形成、マントルがプレートを押し上げ、プレートの自重で大陸地殻の下にプレートが沈み込むプレートテクトニクスによりプレートの循環が始まる。海中の溶岩がつくる含水鉱物は潤滑油として働くとともに、岩石が溶融する温度を極端に低下させ、酸性のマグマ(二酸化ケイ素)を生じ、地表へと上昇して地球特有の岩石=生命素材をふくむ花こう岩をつくる。

 

●プレートテクトニクスが海を浄化:38億年前~35億年前

 

 風化によって陸上から中性の砂や泥が海中に堆積し超酸性の海水と反応して中和し、海底の裂け目(海嶺)から噴出する熱水と岩石の反応により重金属鉱床となり、プレートテクトニクスによりマントルの地下深くに運ばれて重金属イオンが除去され、海がしだいに浄化されていく。海の浄化とともに、温泉や海嶺近くに自己複製する高分子ネットワーク(生命)が誕生する。

 

●磁場バリアが太陽風から地上を守る:32億年前

 

 鉄などの重い物質は重力によりコアを形成、プレートテクトニクスが原初大陸を破壊してコアの上部に運んだウランの発熱により液体化した金属がコアの周りを対流し、地球磁場を発生させる。しだいに強くなる磁場がバリアとなり、ふりそそぐ宇宙線、太陽風、紫外線から地表を守る

 海面に降り注ぐ太陽風や紫外線の減少にともない、海面近くの太陽光を使った光合成により海中の二酸化炭素を吸収し酸素を放出する生命=シアノバクテリアが誕生する。

 

●磁場が急激に強くなり、シアノバクテリア大量発生:27億年前


 海底の冷たいプレートがマントルに沈みこむことにより、地球がしだいに冷えていくとマントルの対流が激しくなり、地球磁場が急激に強くなる。有害な光線が減った海面近くでシアノバクテリアが大量発生する。海中の二酸化炭素を大量に消費し、放出した酸素が磁鉄鉱となり海中に大量に沈殿する、黒い海は「青い海」へと変化19億年前まで大量に沈殿した鉄が産業革命以降に活躍する。

 

 冷却と秩序化の営みが、新たなプラットフォームとメタな秩序化の営みを生みだす。シアノバクテリアが地球上に大量の酸素をもたらし、酸素を呼吸する巨大生命を生み、オゾン層が宇宙線から地球を守り、生命が地上に広がる。プレートテクトニクスの活動が大陸を、そして超大陸をつくり、大陸移動、山の生成、火山、地震につながる地球システムの活動がスタートする。大陸の離合集散、風化の増減、雨の増減、生物死骸の地下への移動と火山噴火が、生命と地球が相互に連鎖しあいながら地球システムの恒常性を形成、酸素濃度と気温を一定の範囲に保つこととなる


フューチャー・リテラシー:インデックス
元素に富んだ岩石惑星「地球」誕生

参考書籍:

[1] 丸山茂樹(2020),"最新 地球と生命の誕生と進化:[全地球史アトラス]ガイドブック", 清水書院

[2] 丸山茂徳, 磯崎行雄(1998), "生命と地球の歴史", 岩波書店

[3] 丸山茂徳(2018), "地球史を読み解く", 放送大学教育振興会

[4] デイヴィッド・クリスチャン監(2017), "ビッグヒストリー大図鑑 :宇宙と人類 138億年の物語", 秋山淑子, 竹田純子, 中川泉, 森富美子訳, 河出書房新社

[5] 大森聡一, 鳥海光弘(2016), "ダイナミックな地球", 放送大学教育振興会

[6] 森山茂(1998), "自己創成するガイア -- 生命と地球は強制によって進化する--", 学習研究社


tag : フューチャーリテラシ, 複雑系, ネット, 未来, 社会, ミクロ・マクロ・ネットワーク, 生命, 地球

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佐藤基

Author:佐藤基
『フューチャー・リテラシー -- 過去・現在・未来、複雑系の未来を読み解く』
を執筆中。

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