私たちの知識は、どうしても身近なものについて多くなります。地球の構成物で一番身近なものは、石です。石については、かなりのことがわかっています。当然、分からないこともたくさんあります。今回は、一番身近な石について、わかっていることを見ていきましょう。
石には、多くの種類があります。かつては、それぞれの石に早いものがちで、名前が付けられました。種類が少ないときはいいのですが、多くなってくると、混乱してきますし、同じものにも別の名前が付けられることがあります。それと、あまりにも経験的、恣意的です。
名前は、体系的、系統的、論理的に付けられる必要があります。そうすれば最小限の名前ですみますし、覚えるのも楽です。その分類方法を学び、その方法を身に付ければ、どの石に対してもその方法を適応することができます。誰が、どこの石で、おこなっても、簡単に、同じ結果にたどり着けます。そして、同じ名前の石は皆が知っている同じ性質を持っていることになります。今日で言う、グローバルスタンダード（世界標準）です。
石は、目的に応じて、色々な方法で分けることができます。中でも、でき方によって分ける方法が一般的です。
石には、大きく分けて、3つのできかたがあります。ある石の原料かがどのように変化してできたものかを区分の基本としています。石の原料とはやはり石です。石が砕かれて集まり固まったもの、石が溶けて固まったもの、石が暖められたり（溶けずに）押されたりして固まったものの3種です。
石が砕かれて集まり固まったものは、堆積岩（たいせきがん）といいます。堆積岩は、陸地の地殻が、海に溜まってできます。つまり、陸地にある原料の石が、雨や川などの作用で砕かれ、海に運ばれ、長い時間かけて固まったものです。堆積岩は、地球の一番表層でできる石です。
石が溶けて固まったものは、火成岩（かせいがん）といいます。火成岩は、陸でも海でも、どこにでもあります。材料は、地球深部の石です。地球深部は、温度も圧力も高いですので、石が溶ける条件を持っています。地球深部で溶ける条件になったところで、石が溶け、マグマができます。マグマのできたところが、火成岩の故郷となります。火成岩は、地球深部でできて、地球表層でできる石です。
石が暖められたり（溶けずに）押されたりして固まったものは、変成岩（へんせいがん）といいます。変成岩は、原料の石が溶けないけれども高い温度になったり、砕けないけど高い圧力にされたものです。ですから、成分の出入りがほとんどないまま、まったく別の結晶に変わってしまったものです。変成岩の素材となる石は、火成岩でも堆積岩でも、なんでもいいわけです。変成岩でもいいわけです。変成岩は、堆積岩より深いところ、火成岩より浅いところでできた石です。
いろいろな石も、その素性をはっきりさせることによって、区分ができます。そのような素性がわかれば、より多くの石の種類を見分けることができます。さらなる区分も、客観的に普遍的におこなえば、みんながわかる分類となっていくはずです。詳細は、別の機会にしましょう。
2001年6月28日木曜日
2001年6月21日木曜日
1_9 星の死（2001年6月21日）
毎夜あるいは毎年、同じ星座を見ることができるのは、星々が、恒（つね）に輝き続けてからです。では、恒星は、未来永劫に輝き続けるのでしょうか。答えは否です。恒星も、ある時に生まれ、ある時が経つと死んでいきます。今回は、星の死と、その死と密接に結びついている星の誕生を見ていきましょう。
夜空を見上げて見える星々は、大部分恒星（こうせい）と呼ばれる自ら輝いている天体です。星々は毎夜、少しずつその位置を変えて、1年たつと同じ配置にもどります。これは、地球が太陽の回りを公転しているためです。地球の夜にあたる側が、太陽の回りに360度、つまり1回転した結果を見ているのです。
毎年、同じ星座が見ることできるのは、人類が星を見てきた期間より、星の方が長い寿命を持っているからなのです。恒星の寿命は、大きさに依存しています。大きな星は明るく短命で、小さな星は暗く長寿です。私たちの太陽くらいの大きさの星は、約100億年くらいの寿命です。人類の歴史に比べて非常に長い寿命といえます。私たちの太陽は、現在、約46億歳です。あと、50億年ほどの寿命を残しています。人類の子孫は、多分、太陽の終わりを見ることはできないでしょう。
夜空には、多数の星があります。もし、太陽サイズの星が100億個見えるとすると、確率的には、毎年1個の星が死んでいってもいいはずです。実際には遠くの星は見えませんから、そんなに多くの星の死は観察されていません。しかし、古くから、私たちは、星の死を見てきたのです。中国では、ある日突然明るくなったり、今まで見えなかったところに見え出した星を、客星（きゃくせい）と呼んで記録してきました。明るい客星は、昼間でも見えたといいます。
星は死ぬ時、一瞬非常に明るく輝きます。それを超新星爆発といいます。超新星爆発を起こす星は、私たちの太陽より、何桁も大きい星です。最近では、1987年にマゼラン星雲で起きた超新星爆発が有名です。
超新星爆発の時、それまであった物質は、原子より小さな素粒子のレベルまで含めて、一新されます。また、元素の合成と新しい元素の配分比率ができます。寿命の長い放射性核種や、寿命が短く一瞬しか存在できないウランより重い超重元素なども、この時できます。
超新星爆発によって、周辺に元素が、まき散らされます。まき散らされた元素は、次の星の材料となります。寿命の短い放射性核種から、私たちの太陽系は、超新星爆発から、1000万年もかからずに形成されたことがわかっています。星の死から誕生は、あっという間の出来事なのです。
太陽系の主要な成分である軽い元素（水素とヘリウム）は、もともと近くにあった成分を利用しますが、それより重い元素は超新星爆発からもたらされたことになります。
一つの星の死が、他の星の材料となり生まれ変わっていきます。星の死と同じ数だけ星の誕生があろことになります。長い時間たてば、星の配置は変わるかもしれませんが、夜空を彩る星の輝きは衰えることはなさそうです。
夜空を見上げて見える星々は、大部分恒星（こうせい）と呼ばれる自ら輝いている天体です。星々は毎夜、少しずつその位置を変えて、1年たつと同じ配置にもどります。これは、地球が太陽の回りを公転しているためです。地球の夜にあたる側が、太陽の回りに360度、つまり1回転した結果を見ているのです。
毎年、同じ星座が見ることできるのは、人類が星を見てきた期間より、星の方が長い寿命を持っているからなのです。恒星の寿命は、大きさに依存しています。大きな星は明るく短命で、小さな星は暗く長寿です。私たちの太陽くらいの大きさの星は、約100億年くらいの寿命です。人類の歴史に比べて非常に長い寿命といえます。私たちの太陽は、現在、約46億歳です。あと、50億年ほどの寿命を残しています。人類の子孫は、多分、太陽の終わりを見ることはできないでしょう。
夜空には、多数の星があります。もし、太陽サイズの星が100億個見えるとすると、確率的には、毎年1個の星が死んでいってもいいはずです。実際には遠くの星は見えませんから、そんなに多くの星の死は観察されていません。しかし、古くから、私たちは、星の死を見てきたのです。中国では、ある日突然明るくなったり、今まで見えなかったところに見え出した星を、客星（きゃくせい）と呼んで記録してきました。明るい客星は、昼間でも見えたといいます。
星は死ぬ時、一瞬非常に明るく輝きます。それを超新星爆発といいます。超新星爆発を起こす星は、私たちの太陽より、何桁も大きい星です。最近では、1987年にマゼラン星雲で起きた超新星爆発が有名です。
超新星爆発の時、それまであった物質は、原子より小さな素粒子のレベルまで含めて、一新されます。また、元素の合成と新しい元素の配分比率ができます。寿命の長い放射性核種や、寿命が短く一瞬しか存在できないウランより重い超重元素なども、この時できます。
超新星爆発によって、周辺に元素が、まき散らされます。まき散らされた元素は、次の星の材料となります。寿命の短い放射性核種から、私たちの太陽系は、超新星爆発から、1000万年もかからずに形成されたことがわかっています。星の死から誕生は、あっという間の出来事なのです。
太陽系の主要な成分である軽い元素（水素とヘリウム）は、もともと近くにあった成分を利用しますが、それより重い元素は超新星爆発からもたらされたことになります。
一つの星の死が、他の星の材料となり生まれ変わっていきます。星の死と同じ数だけ星の誕生があろことになります。長い時間たてば、星の配置は変わるかもしれませんが、夜空を彩る星の輝きは衰えることはなさそうです。
2001年6月14日木曜日
4_8 宇宙への窓口（NASAへの旅）
NASAはアポロ計画で初めて人類を月に送り込みました。そしていくつもの惑星探査機を打ち上げました。記憶に新しいところでは、無人の火星探査機マースパスフィンダーによる映像は大きなニュースとなりました。そんなNASAを見学にきました。
NASAは、National Aeronautics and Space Administrationの略で、日本語としては、アメリカ航空宇宙局あるいは単に航空宇宙局と訳されます。NASAの基地としてはロケットの打ち上げを主に担当するフロリダ州のケネディ宇宙センター、有人飛行の訓練と飛行管理をするテキサス州ヒューストンのジョンソン宇宙センター、宇宙船開発や宇宙実験をコントロールするアラバマ州ハンツヴィルのマーシャル宇宙センターなどがあります。その中でもケネディ宇宙センターが見学するには一番見ごたえがあります。
1996年6月、ケネディ宇宙センターを訪れました。一番近いオーランド国際空港は、デズニー・ワールドへの玄関口にもなっています。ですから、飛行機を降りる時は、スチュワーデスのアナウンスも、「ミッキーによろしく」でした。空港のロビーに出たとたん、ミッキーマウスの人間を持った日本人や各国の（当然アメリカ人も）観光客と出くわすことになります。私の目的は、ケネディ宇宙センターなので、オーランドの街の南東の外れのモーテルに泊まり、東にあるケープ・カナベラルに連日レンタカーで通いました。ちなみに、デズニー・ワールドは南西の郊外です
ケネディ宇宙センターを訪問した目的は、何といっても現役の宇宙空港を生で見てみたいという好奇心です。それと、アメリカ合衆国では、このような大きな研究施設は、観光としても力を入れており、内部の見学ツアーや、ショップ、ビジターセンターも充実しています。アイマックシアターも3つくらいのプログラムが上映されていました。一番いい席で見たいので、3日間、一番に行って並んでみました。それと、NASAを巡るツアーもすべて参加してきました。残念だったのは、馬鹿でかいショップで大量のNASAグッズが売っているの聞いていたのですが、もっとでかいものにするために改修中で、ちっぽけなのがあっただけなので、がっかりしました。
NASAのケネディ宇宙センターで感じたことは、人類が目指した宇宙というところは、とんでもなく大変なところだということです。宇宙とは、膨大な費用、多くの人、資材、そして多大なる英知を費やさないと、行けないところだということです。しかし、それほどにまでして、人は宇宙へは行きたいのです。
NASAは宇宙の窓口です。NASAの上げた成果は、広く人類に公開されています。そして、その公開された情報によって、少年たちが宇宙に夢を馳せ、何年か後には、彼らの一部がNASAのスタッフとして、あるいはNASAの理解者として、膨大な予算の使用を許可する国民になるのでしょう。
NASAは、National Aeronautics and Space Administrationの略で、日本語としては、アメリカ航空宇宙局あるいは単に航空宇宙局と訳されます。NASAの基地としてはロケットの打ち上げを主に担当するフロリダ州のケネディ宇宙センター、有人飛行の訓練と飛行管理をするテキサス州ヒューストンのジョンソン宇宙センター、宇宙船開発や宇宙実験をコントロールするアラバマ州ハンツヴィルのマーシャル宇宙センターなどがあります。その中でもケネディ宇宙センターが見学するには一番見ごたえがあります。
1996年6月、ケネディ宇宙センターを訪れました。一番近いオーランド国際空港は、デズニー・ワールドへの玄関口にもなっています。ですから、飛行機を降りる時は、スチュワーデスのアナウンスも、「ミッキーによろしく」でした。空港のロビーに出たとたん、ミッキーマウスの人間を持った日本人や各国の（当然アメリカ人も）観光客と出くわすことになります。私の目的は、ケネディ宇宙センターなので、オーランドの街の南東の外れのモーテルに泊まり、東にあるケープ・カナベラルに連日レンタカーで通いました。ちなみに、デズニー・ワールドは南西の郊外です
ケネディ宇宙センターを訪問した目的は、何といっても現役の宇宙空港を生で見てみたいという好奇心です。それと、アメリカ合衆国では、このような大きな研究施設は、観光としても力を入れており、内部の見学ツアーや、ショップ、ビジターセンターも充実しています。アイマックシアターも3つくらいのプログラムが上映されていました。一番いい席で見たいので、3日間、一番に行って並んでみました。それと、NASAを巡るツアーもすべて参加してきました。残念だったのは、馬鹿でかいショップで大量のNASAグッズが売っているの聞いていたのですが、もっとでかいものにするために改修中で、ちっぽけなのがあっただけなので、がっかりしました。
NASAのケネディ宇宙センターで感じたことは、人類が目指した宇宙というところは、とんでもなく大変なところだということです。宇宙とは、膨大な費用、多くの人、資材、そして多大なる英知を費やさないと、行けないところだということです。しかし、それほどにまでして、人は宇宙へは行きたいのです。
NASAは宇宙の窓口です。NASAの上げた成果は、広く人類に公開されています。そして、その公開された情報によって、少年たちが宇宙に夢を馳せ、何年か後には、彼らの一部がNASAのスタッフとして、あるいはNASAの理解者として、膨大な予算の使用を許可する国民になるのでしょう。
2001年6月7日木曜日
6_8 新天地とヒト
「6_7 ヒトと宇宙と」で、ヒトも「新天地に向う」という特性を持っているといいました。このような開拓者精神（フロンティア・スピリッツ）は、生物が本質的に持っているものであるといいました。しかし、ヒトだからこそ、生物の本性をむき出さない生き方を取るべきなのでしょうか。考えてみましょう。
ヒトも生物の一つの種です。ですから、生物の基本的性質を持っています。例えば、食べること、排泄すること、子孫を残すこと、そして進化することなどです。今回のテーマは、この進化するということに関係があります。ヒトにおける進化とは何かうを考えましょう。
ヒトは、原人から旧人、新人、そして現代人へと進化してきました。このような時の流れからすると、当然、将来、現代人も進化して、別の種となっていくはずです。もしかすると、その進化の方向は、自分で選ぶことができるかもしれません。
進化の要因として、ダーウィン以来、自然淘汰が一番有力だと考えられています。一つの種が新しい種として進化と遂げるために、新しい性質を持った子孫たちが必要です。その子供が、その以降もその新しい性質を持つためには、DNAにその性質が刻み込まなくてはなりません。でも、その新しい性質を持った子供たちは、どうして生まれるかは、よくわかっていません。
私は、このような性質は、新しい環境に進出した時、目立って生じるのではないかと考えています。あるいは、潜在的にそのような性質が生じては消えていたのが、新天地へ進出したとき、現われたのかもしれません。新しい環境でその性質が活かされる場合、一気に花開くのではないかと考えています。つまりその時その環境に最適な遺伝的形質が発現し、その種全体に継承され、定着するということです。私の専門は生物学ではないので、多分誰かがこんなこと言っていると思いますが、私は知りません。
つまり、新天地に進出し、その新天地に適応しきれた個体を中心にして新しい種へと発展するのではないかということです。その進化に要する時間は、クールドのいう断続平衡進化説のように、一気におこるはずです。失敗すれば、別の種がその新天地を支配するはずです。
こんな考え方は、妄想でしょうか。それとも真実でしょうか。これを証明するには進化できるだけの実験時間が必要かもしまれません。そして、その答えは、新天地にこそ、存在するかも知れません。もしかすると、ヒトにとっての新天地は、地球外の宇宙や深海底、他の天体かもしれません。そして、そのような環境選ぶかによって、新しい種の変化の方向が決まるかもしれません。つまり、自分たちの未来を選ぶことができるかもしれません。
ヒトも生物の一つの種です。ですから、生物の基本的性質を持っています。例えば、食べること、排泄すること、子孫を残すこと、そして進化することなどです。今回のテーマは、この進化するということに関係があります。ヒトにおける進化とは何かうを考えましょう。
ヒトは、原人から旧人、新人、そして現代人へと進化してきました。このような時の流れからすると、当然、将来、現代人も進化して、別の種となっていくはずです。もしかすると、その進化の方向は、自分で選ぶことができるかもしれません。
進化の要因として、ダーウィン以来、自然淘汰が一番有力だと考えられています。一つの種が新しい種として進化と遂げるために、新しい性質を持った子孫たちが必要です。その子供が、その以降もその新しい性質を持つためには、DNAにその性質が刻み込まなくてはなりません。でも、その新しい性質を持った子供たちは、どうして生まれるかは、よくわかっていません。
私は、このような性質は、新しい環境に進出した時、目立って生じるのではないかと考えています。あるいは、潜在的にそのような性質が生じては消えていたのが、新天地へ進出したとき、現われたのかもしれません。新しい環境でその性質が活かされる場合、一気に花開くのではないかと考えています。つまりその時その環境に最適な遺伝的形質が発現し、その種全体に継承され、定着するということです。私の専門は生物学ではないので、多分誰かがこんなこと言っていると思いますが、私は知りません。
つまり、新天地に進出し、その新天地に適応しきれた個体を中心にして新しい種へと発展するのではないかということです。その進化に要する時間は、クールドのいう断続平衡進化説のように、一気におこるはずです。失敗すれば、別の種がその新天地を支配するはずです。
こんな考え方は、妄想でしょうか。それとも真実でしょうか。これを証明するには進化できるだけの実験時間が必要かもしまれません。そして、その答えは、新天地にこそ、存在するかも知れません。もしかすると、ヒトにとっての新天地は、地球外の宇宙や深海底、他の天体かもしれません。そして、そのような環境選ぶかによって、新しい種の変化の方向が決まるかもしれません。つまり、自分たちの未来を選ぶことができるかもしれません。
2001年5月31日木曜日
2_11 酸素をつくったもの
いつも吸っている空気は、昔から、今のようなものだったのでしょうか。それとも時と共に変化しているのでしょうか。もしそうなら、その変化は、どこかに記録されているのでしょうか。今回は、空気の中の酸素についてみていきましょう。
現在の空気には、体積で20%の酸素が含まれています。人は酸素を吸って、二酸化炭素を出しています。動物も同じです。私たちが生きるためには、酸素はなくてはならないものです。
ものが燃えるとき、酸素を使います。火力発電所や車のエンジンは、多量の酸素を消費しています。私たちの文明は、酸素のもとに成り立っているといえます。もし酸素がなければ、今のような文明ができなかったはずです。もしかするとイルカは、「燃やす」ということができないために、知能があったのに文明が築けなかったのかもしれません。
酸素は、無尽蔵にあるかのように思えますが、有限なのです。なぜなら、地球の大気の量は決まっています。大気の2割が、酸素の量となります。しかし、現在のところ酸素は、いくら使ってもその比率が変化しません。大量の酸素を、私たち人類が消費しているのに減らないというのは、もともと非常に大量の酸素があるということと、酸素が生産されているためです。
酸素を補給しているのは、いうまでもなく植物です。つまり、光合成をおこなう生物です。光合成によって、二酸化炭素が炭素と酸素に戻されているのです。では、この仕組みはいつ始まったのでしょうか。
その証拠は、ストロマトライトという岩石に隠されています。ストロマトライトは、世界各地で、20億年くらい前の地層中から大量に見つかっています。ストロマトライトとは、「同心円状の石」という意味です。その意味の通り、マッシュルーム状の形をした石で、中が同心円状の縞模様があります。ところによって、水平な縞模様を持つものもあります。このストロマトライトという石は、非常に特異なのですが、少し前までどうしてできたのかわかりませんでした。
ストロマトライトと同じものが、現在でもつくられていることが、近年、わかりました。有名なのは、西オーストラリアのシャーク湾ハメリンプール付近の海岸のものです。その石は、海岸線に沿ってマッシュルームが林立したような状態で見つかりました。満潮時にはマッシュルーム全体が水没し、干潮時にはマッシュルームは水面上に顔を出します。マッシュルームの表面は、小さなシアノバクテリアにびっしりと覆われています。シアノバクテリアとは、光合成をする生き物です。
ストロマトライトは、シアノバクテリアによってつくられたことが判明しました。約20億年前に大量のストロマトライトがあるといいうことは、その頃大量の光合成がおこなわれたことになります。つまり、大量の酸素が、20億年前につくられたということです。大量の酸素は、海水中のイオンを酸化しました。そして当時の海水の中にたくさん含まれていた鉄イオンが、サビとして沈殿しました。それが、大量の縞状鉄鉱層として、約20億年前に形成されました。ストロマトライトと縞状鉄鉱層は関連していたのです。
海水中に酸化するものがなくなると、やがて酸素は、大気中にでてきました。これが、今吸っている酸素の起源です。
最古のストロマトライトは、約28億年前のものです。少し前まで、ストロマトライトは35億年前のものが最古とされていましたが、それは、ストロマトライトではなかったのです。その「偽ストロマトライト」の形成環境は、シアノバクテリアが住めない深海でした。深海は、太陽光が届かず、光合成はできないのです。そのため約28億年前の化石が、現在のところ最古の光合成の証拠となっています。
私たちが吸っている酸素、それは、昔から現在にいたるまで生物がつくりつづけてきたものです。そして、約20億年前まで酸素のない環境が、ある時を境に、酸素のある環境となったのです。私たちが吸っている空気には、そのようは地球の永い歴史が織り込まれていたのです。
現在の空気には、体積で20%の酸素が含まれています。人は酸素を吸って、二酸化炭素を出しています。動物も同じです。私たちが生きるためには、酸素はなくてはならないものです。
ものが燃えるとき、酸素を使います。火力発電所や車のエンジンは、多量の酸素を消費しています。私たちの文明は、酸素のもとに成り立っているといえます。もし酸素がなければ、今のような文明ができなかったはずです。もしかするとイルカは、「燃やす」ということができないために、知能があったのに文明が築けなかったのかもしれません。
酸素は、無尽蔵にあるかのように思えますが、有限なのです。なぜなら、地球の大気の量は決まっています。大気の2割が、酸素の量となります。しかし、現在のところ酸素は、いくら使ってもその比率が変化しません。大量の酸素を、私たち人類が消費しているのに減らないというのは、もともと非常に大量の酸素があるということと、酸素が生産されているためです。
酸素を補給しているのは、いうまでもなく植物です。つまり、光合成をおこなう生物です。光合成によって、二酸化炭素が炭素と酸素に戻されているのです。では、この仕組みはいつ始まったのでしょうか。
その証拠は、ストロマトライトという岩石に隠されています。ストロマトライトは、世界各地で、20億年くらい前の地層中から大量に見つかっています。ストロマトライトとは、「同心円状の石」という意味です。その意味の通り、マッシュルーム状の形をした石で、中が同心円状の縞模様があります。ところによって、水平な縞模様を持つものもあります。このストロマトライトという石は、非常に特異なのですが、少し前までどうしてできたのかわかりませんでした。
ストロマトライトと同じものが、現在でもつくられていることが、近年、わかりました。有名なのは、西オーストラリアのシャーク湾ハメリンプール付近の海岸のものです。その石は、海岸線に沿ってマッシュルームが林立したような状態で見つかりました。満潮時にはマッシュルーム全体が水没し、干潮時にはマッシュルームは水面上に顔を出します。マッシュルームの表面は、小さなシアノバクテリアにびっしりと覆われています。シアノバクテリアとは、光合成をする生き物です。
ストロマトライトは、シアノバクテリアによってつくられたことが判明しました。約20億年前に大量のストロマトライトがあるといいうことは、その頃大量の光合成がおこなわれたことになります。つまり、大量の酸素が、20億年前につくられたということです。大量の酸素は、海水中のイオンを酸化しました。そして当時の海水の中にたくさん含まれていた鉄イオンが、サビとして沈殿しました。それが、大量の縞状鉄鉱層として、約20億年前に形成されました。ストロマトライトと縞状鉄鉱層は関連していたのです。
海水中に酸化するものがなくなると、やがて酸素は、大気中にでてきました。これが、今吸っている酸素の起源です。
最古のストロマトライトは、約28億年前のものです。少し前まで、ストロマトライトは35億年前のものが最古とされていましたが、それは、ストロマトライトではなかったのです。その「偽ストロマトライト」の形成環境は、シアノバクテリアが住めない深海でした。深海は、太陽光が届かず、光合成はできないのです。そのため約28億年前の化石が、現在のところ最古の光合成の証拠となっています。
私たちが吸っている酸素、それは、昔から現在にいたるまで生物がつくりつづけてきたものです。そして、約20億年前まで酸素のない環境が、ある時を境に、酸素のある環境となったのです。私たちが吸っている空気には、そのようは地球の永い歴史が織り込まれていたのです。
2001年5月24日木曜日
1_8 生命と地球の関わり（2001年5月24日）
生命と地球は、決して対立を続けてきたわけではありません。ともに変化してきたのです。地球が生命に一方的に影響を与えたのではなく、生命も地球に影響を与えてきました。地球と生命は共に変化しあいながら、現在に至りました。それが、現在の地球環境なのです。
生命は、地球の表面に誕生しました。その後、生命は、進化を続け、地球の多様な環境に住めるようになりました。現在、生命は、地表のありとあらゆるところに進出してきました。その様は、地球に対して、生命が戦いを挑み、その結果、自分達の住む環境を勝ち取ったように見えます。しかし、それは地球と生命の織り成す仕組みの、ほんの側面しか見ていません。地球と生命は、もっと複雑に絡み合っているのです。
生命は地球の各地を棲家として、過酷な環境を克服してきました。このような見方は、局所的、瞬間的には正しいものです。しかし、地球の46億年という長い営みの中で、生命と地球の関わりを見ていきますと、決して生命と地球は対立してきたわけではありません。むしろ共に歩んできたといういべきことも、多数見つかってきました。
2種の生物間にお互いに影響しあいながら進化していくことを、生物の世界では「共進化」と呼びます。地球と生命に対して、「共進化」という言葉が当てはまるような変化があります。地球と生命の共進化の結果生み出されたのが、今の地球環境なのです。共進化の結果の一つが、大気に残されています。
現在の地球の大気は、窒素が80%、酸素が20%の成分を持ちます。地球の大気だけ「空気」と呼んで、他の惑星の大気と区別されています。地球と兄弟星とも呼ばれる金星の大気は、地球の大気の90倍位の密度を持っています。金星の大気の大部分は、二酸化炭素（97.4%）で、残りが窒素（2%）で、酸素はほとんど含まれません。火星の大気は、地球の160分の1位の密度しかありません。大気の成分は、やはり酸素をほとんど含まず、二酸化炭素を主成分（95%）として、窒素（3%）を少し含む大気です。
地球の両隣の惑星の大気は、密度がまったく違いますが、成分は非常に似ています。このような類似は、惑星の起源に由来していると考えられています。金星と火星は、惑星ができた時の大気の成分をそのまま保持し、地球はその成分を変化させてしまったと考えられています。その大気の成分の変化が共進化によるものなのです。
かつて、地球の酸素の起源は、太陽の光化学反応という説もありました。しかし、他の惑星探査や地球の歴史がわかるにつれて、その説は否定されました。現在では、大気中の酸素は、生命の活動によるものと考えられています。現在も大量の酸素が、植物の光合成作用によって形成されています。酸素は、酸素を利用する生物にとっては非常に有用な成分ですが、利用できない生物には、有害で、毒のように作用します。酸素は多くの物質を酸化させてしまうのです。地球の表面は、現在では非常に酸化的な環境になっています。
酸化的環境は、地表の化学的状況を変えます。光合成をする生物が大量に発生しますと、海水中の酸化されやすい成分である鉄（Fe)が酸化され、サビとなって沈殿します。その結果、酸化によって形成された岩石、縞状鉄鉱層が、ある時期大量に形成されます。縞状鉄鉱層は大陸の各地に現在地層として残っています。その大部分が約20億年前に形成されたものです。つまり、地球表層は約20億年前に激しく酸化されたのです。その元をたどれば、光合成生物の大量発生なのです。
その後も酸素はつくられ続け、海の中で酸化するものがなくなると、大気中に多くの遊離酸素がでてきました。やがてその量が20%にも達しました。大量の酸素が大気にできますと、大気の上部にオゾン層が光化学反応で形成されます。その結果、地表へ降り注ぐ紫外線の量が減ります。紫外線はDNAの結合を切ってしまう有害な光線でしたので、生物は海から出れなかったのです。しかし、オゾン層の形成によって、海から陸への進出が可能になりました。そして、陸地にはいたるところに生物が進出し始め、やがて大森林も形成されました。
植物の光合成が盛んになって、酸素の量が30％を越えると、火災が起こりやすくなるといわれています。火災が大規模に起こると、酸素が消費され、なおかつ酸素をつくる植物が燃えて減少します。大気中の酸素の量は、このようは生命と地球の関係によって平衡状態になっているのです。大森林のなごりは、石炭として私たちに役に立っています。
地球と生命の共進化がつくりだした酸素、縞状鉄鉱層、石炭、私たちの現在文明はそれを利用することによって成り立ています。大気中の二酸化炭素は、現在0.03％程度です。その値は、以前よりほんの少し増加しました。この変化は、文明が起こした地球へのほんの少しの変化でした。しかし、大気中の二酸化炭素が多ければ、温暖化が起こり、少なければ寒冷化がおこるといわれています。二酸化炭素の量は、現在着実に増加しています。そのため、地球温暖化が危惧されているのです。ほんの些細な変化ですが、最終的には人類にとっては大きな影響となってきます。これも、地球が下した、共進化という結論なのでしょう。
生命は、地球の表面に誕生しました。その後、生命は、進化を続け、地球の多様な環境に住めるようになりました。現在、生命は、地表のありとあらゆるところに進出してきました。その様は、地球に対して、生命が戦いを挑み、その結果、自分達の住む環境を勝ち取ったように見えます。しかし、それは地球と生命の織り成す仕組みの、ほんの側面しか見ていません。地球と生命は、もっと複雑に絡み合っているのです。
生命は地球の各地を棲家として、過酷な環境を克服してきました。このような見方は、局所的、瞬間的には正しいものです。しかし、地球の46億年という長い営みの中で、生命と地球の関わりを見ていきますと、決して生命と地球は対立してきたわけではありません。むしろ共に歩んできたといういべきことも、多数見つかってきました。
2種の生物間にお互いに影響しあいながら進化していくことを、生物の世界では「共進化」と呼びます。地球と生命に対して、「共進化」という言葉が当てはまるような変化があります。地球と生命の共進化の結果生み出されたのが、今の地球環境なのです。共進化の結果の一つが、大気に残されています。
現在の地球の大気は、窒素が80%、酸素が20%の成分を持ちます。地球の大気だけ「空気」と呼んで、他の惑星の大気と区別されています。地球と兄弟星とも呼ばれる金星の大気は、地球の大気の90倍位の密度を持っています。金星の大気の大部分は、二酸化炭素（97.4%）で、残りが窒素（2%）で、酸素はほとんど含まれません。火星の大気は、地球の160分の1位の密度しかありません。大気の成分は、やはり酸素をほとんど含まず、二酸化炭素を主成分（95%）として、窒素（3%）を少し含む大気です。
地球の両隣の惑星の大気は、密度がまったく違いますが、成分は非常に似ています。このような類似は、惑星の起源に由来していると考えられています。金星と火星は、惑星ができた時の大気の成分をそのまま保持し、地球はその成分を変化させてしまったと考えられています。その大気の成分の変化が共進化によるものなのです。
かつて、地球の酸素の起源は、太陽の光化学反応という説もありました。しかし、他の惑星探査や地球の歴史がわかるにつれて、その説は否定されました。現在では、大気中の酸素は、生命の活動によるものと考えられています。現在も大量の酸素が、植物の光合成作用によって形成されています。酸素は、酸素を利用する生物にとっては非常に有用な成分ですが、利用できない生物には、有害で、毒のように作用します。酸素は多くの物質を酸化させてしまうのです。地球の表面は、現在では非常に酸化的な環境になっています。
酸化的環境は、地表の化学的状況を変えます。光合成をする生物が大量に発生しますと、海水中の酸化されやすい成分である鉄（Fe)が酸化され、サビとなって沈殿します。その結果、酸化によって形成された岩石、縞状鉄鉱層が、ある時期大量に形成されます。縞状鉄鉱層は大陸の各地に現在地層として残っています。その大部分が約20億年前に形成されたものです。つまり、地球表層は約20億年前に激しく酸化されたのです。その元をたどれば、光合成生物の大量発生なのです。
その後も酸素はつくられ続け、海の中で酸化するものがなくなると、大気中に多くの遊離酸素がでてきました。やがてその量が20%にも達しました。大量の酸素が大気にできますと、大気の上部にオゾン層が光化学反応で形成されます。その結果、地表へ降り注ぐ紫外線の量が減ります。紫外線はDNAの結合を切ってしまう有害な光線でしたので、生物は海から出れなかったのです。しかし、オゾン層の形成によって、海から陸への進出が可能になりました。そして、陸地にはいたるところに生物が進出し始め、やがて大森林も形成されました。
植物の光合成が盛んになって、酸素の量が30％を越えると、火災が起こりやすくなるといわれています。火災が大規模に起こると、酸素が消費され、なおかつ酸素をつくる植物が燃えて減少します。大気中の酸素の量は、このようは生命と地球の関係によって平衡状態になっているのです。大森林のなごりは、石炭として私たちに役に立っています。
地球と生命の共進化がつくりだした酸素、縞状鉄鉱層、石炭、私たちの現在文明はそれを利用することによって成り立ています。大気中の二酸化炭素は、現在0.03％程度です。その値は、以前よりほんの少し増加しました。この変化は、文明が起こした地球へのほんの少しの変化でした。しかし、大気中の二酸化炭素が多ければ、温暖化が起こり、少なければ寒冷化がおこるといわれています。二酸化炭素の量は、現在着実に増加しています。そのため、地球温暖化が危惧されているのです。ほんの些細な変化ですが、最終的には人類にとっては大きな影響となってきます。これも、地球が下した、共進化という結論なのでしょう。
2001年5月17日木曜日
3_8 地球をつくるもの
私たち住む地球は何からできているでしょうか。身近なはずの地球ですが、その全体像を知っている人は案外少ないかもしれません。地球の全体像を、他の惑星との共通点と相違点という見方をしていきましょう。
惑星は、さまざななものからできいます。成分としては多様ですが、存在形態として区分すると、3つに分けることができます。物質の形態としては、気体、液体、そして固体となります。地球も他の惑星と同じように、3つの形態を持つ物質からできます。地球は、気体としての顔、液体としての顔、そして固体としての顔は、他の惑星と共通する点と違う点があります。
惑星の構成物である気体は、大気と呼ばれています。地球型惑星で大気を持つ金星と火星の大気は、二酸化炭素を主成分としています。一方、木星型惑星の木星から海王星までの惑星の大気は、水素とヘリウムが主成分です。
地球の大気は、8割は窒素、2割は酸素の混合気体です。その他に、小量の水蒸気（気体のH2O）や二酸化炭素やアルゴンなどが含まれます。地球の大気は酸素含んでいますが、他の惑星の大気には酸素がほとんど含まれていません。ですから、地球の大気は非常に特異であるといえます。地球の大気を空気と呼んで区別します。
惑星のおける液体は、わかっているものでは水です。地球には38億年前から現在まで、消えることなく水が存在しました。成分は不明ですが火星にも水があったことがわかっています。もしかすると地球のようにかつては海があったと考えられています。しかし、現在は極地方や地下に氷として存在し、夏になると少し融けて流れる程度と考えられています。定かでありませんが、液体が存在する可能性としては、木星と土星の厚い大気の下には、水素とヘリウムの海があるのではないかと考えられています。
水は、地球では海水と呼ばれ、海洋を構成しています。地球の表面の７割は海洋です。海水の主成分は、水、つまり液体のH2Oです。その他に小量ですが塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなど多数の成分が含まれています。さらに地球だけの特徴ですが、中心付近（外核）には液体の部分があることがわかっています。地球の外核は、液体の鉄からできています。
地球型惑星は、固体の多くが、石と鉄です。木星型惑星は、水素とヘリウム、石、そして氷が、主要な固体成分です。この大量にある氷が、木星型惑星の一番の特徴といえます。大量の氷があるために、木星型惑星は重くなり、多くのガスを集めて、巨大なガス惑星となることができたのです。
地球表層に住んでいる私たちには、気体が多く、ついで液体、そして固体が一番少ないという印象がします。しかし、それは錯覚です。液体も気体も地表にいると多く感じますが、地球全体では、石と鉄が多くなっています。地表はすべて、土（土壌）で覆われているので、土が多いように錯覚しがちです。しかし、少し掘れば、そこは石の世界です。地表付近でも、量としては圧倒的に石が多くなっています。体積で見ても、質量で見ても、地球では、石と鉄が圧倒的に多くなっています。
地球の主要構成要素の石とはどんなものでしょうか。全地球的にはンラン岩と呼ばれるものが多くなっています。カンラン岩とはその主要な構成物であるカンラン石から由来しています。カンラン石は、薄い緑色をしたきれいな鉱物です。飾り石にも使われることがあります。カンラン石とは英語でオリビン（olivine）といいます。その由来は、オーリブの実に似た色だからです。
地球はさまざまなものからできています。しかし、その多くのものは、日ごろの目にしません。それは、私たちが地球の表層に住んでいるために、身近に感じるものが限られているからです。しかし、知識は、そのような偏った私たちの考えを、より普遍的な方向へと修正してくれます。そう、知ることが一番大切なことです。
惑星は、さまざななものからできいます。成分としては多様ですが、存在形態として区分すると、3つに分けることができます。物質の形態としては、気体、液体、そして固体となります。地球も他の惑星と同じように、3つの形態を持つ物質からできます。地球は、気体としての顔、液体としての顔、そして固体としての顔は、他の惑星と共通する点と違う点があります。
惑星の構成物である気体は、大気と呼ばれています。地球型惑星で大気を持つ金星と火星の大気は、二酸化炭素を主成分としています。一方、木星型惑星の木星から海王星までの惑星の大気は、水素とヘリウムが主成分です。
地球の大気は、8割は窒素、2割は酸素の混合気体です。その他に、小量の水蒸気（気体のH2O）や二酸化炭素やアルゴンなどが含まれます。地球の大気は酸素含んでいますが、他の惑星の大気には酸素がほとんど含まれていません。ですから、地球の大気は非常に特異であるといえます。地球の大気を空気と呼んで区別します。
惑星のおける液体は、わかっているものでは水です。地球には38億年前から現在まで、消えることなく水が存在しました。成分は不明ですが火星にも水があったことがわかっています。もしかすると地球のようにかつては海があったと考えられています。しかし、現在は極地方や地下に氷として存在し、夏になると少し融けて流れる程度と考えられています。定かでありませんが、液体が存在する可能性としては、木星と土星の厚い大気の下には、水素とヘリウムの海があるのではないかと考えられています。
水は、地球では海水と呼ばれ、海洋を構成しています。地球の表面の７割は海洋です。海水の主成分は、水、つまり液体のH2Oです。その他に小量ですが塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなど多数の成分が含まれています。さらに地球だけの特徴ですが、中心付近（外核）には液体の部分があることがわかっています。地球の外核は、液体の鉄からできています。
地球型惑星は、固体の多くが、石と鉄です。木星型惑星は、水素とヘリウム、石、そして氷が、主要な固体成分です。この大量にある氷が、木星型惑星の一番の特徴といえます。大量の氷があるために、木星型惑星は重くなり、多くのガスを集めて、巨大なガス惑星となることができたのです。
地球表層に住んでいる私たちには、気体が多く、ついで液体、そして固体が一番少ないという印象がします。しかし、それは錯覚です。液体も気体も地表にいると多く感じますが、地球全体では、石と鉄が多くなっています。地表はすべて、土（土壌）で覆われているので、土が多いように錯覚しがちです。しかし、少し掘れば、そこは石の世界です。地表付近でも、量としては圧倒的に石が多くなっています。体積で見ても、質量で見ても、地球では、石と鉄が圧倒的に多くなっています。
地球の主要構成要素の石とはどんなものでしょうか。全地球的にはンラン岩と呼ばれるものが多くなっています。カンラン岩とはその主要な構成物であるカンラン石から由来しています。カンラン石は、薄い緑色をしたきれいな鉱物です。飾り石にも使われることがあります。カンラン石とは英語でオリビン（olivine）といいます。その由来は、オーリブの実に似た色だからです。
地球はさまざまなものからできています。しかし、その多くのものは、日ごろの目にしません。それは、私たちが地球の表層に住んでいるために、身近に感じるものが限られているからです。しかし、知識は、そのような偏った私たちの考えを、より普遍的な方向へと修正してくれます。そう、知ることが一番大切なことです。
登録:
投稿 (Atom)