生きている地球

: 生きものを有害な紫外線から守る大気は、薄まりながら800キロ上空まで存在する。下から対流圏、成層圏、中間圏、熱圏に分かれる。

: 生命が存在する惑星には液体の水がある。地球上では97％が海にある。海は地表面積の7割を占め、大気とともに地球の気候をつくり出す。

: 岩石のため地球の中心部に比べて軽く、プレートはその下のマントルに浮いている。活発な活動が地震や火山の噴火を引き起こす。

: カンラン岩などの岩石からなる固体の層。核と接する部分は液体マグマになり、深い部分と浅い部分が入れ替わる対流がある。

: 鉄からなり、外核は4000度の液体、内核は7000度だが高圧で固体状になっている。巨大なエネルギーを生む「発電装置」で磁場をもたらす。

地殻は十数枚のプレートに分かれ、そのプレート同士がぶつかる境界で大きな地震が起きたり、火山が噴火したりする。実際のその動きはどうなっているのだろう？日本にも影響を及ぼす「太平洋プレート」を見てみよう。

太平洋プレートの動き

: 海嶺とは海底にある大規模な山脈。新たな地表とプレートが生まれ、両側に離れていく場所でもある。マントルが海嶺の割れ目に向かって上昇していると考えられている。

: アメリカのハワイ諸島のある場所はホットスポットと呼ばれ、地下深いマントルから直接マグマが噴き上げている。太平洋プレートが動いてもホットスポットは動かないため、動いた山は死火山になり、ホットスポットに新たな火山ができる。ハワイ諸島はそうやって生まれた火山諸島で、プレートの動きを証拠立てる貴重な場所だ。

太平洋プレートはつめが伸びるくらいの速さ、1年で10㎝ほども動く。西側は北西に移動し、北米プレートやフィリピン海プレートとぶつかって海中深くに沈み込み、日本海溝や世界一深いマリアナ海溝をつくる。このあたりは2億年くらい前にできた海底。つまり、2億年かけて太平洋を東から西へ移動したともいえる。東端は東に移動している。

プレートがぶつかる付近にはたくさんの震源域（地震が起こる場所）があり、一定の周期で地震や噴火活動を繰り返している。日本がのっている北米プレートやフィリピン海プレートの端も引きずられるが、徐々に力をためて元に戻ろうと跳ね上がり、大地震となる。火山は、沈み込む時のまさつ熱などで溶けたマグマが地中にたまってできる。

世界の主なプレート

■構造は？

プレートは地殻とマントルが接している部分で、マントル最上部の対流していない岩石層を含む。しかし、くわしい構造はわかっていない。陸のプレートと海のプレートの2種類があり、海のプレートは陸のプレートより重いため、境界では必ず海側が沈み込む。

■なぜ動く？

プレートが動くしくみも明らかではない。①プレートの新しい部分が押す②プレートはベルトコンベヤーで、動かすエネルギーは別にある③沈み込む古いプレートが引っ張るの説がある。③が有力で、沈み込んだプレートはマントルの上部にたまって重りとなり、引っ張っていると考えられている。たまりすぎると古いプレートはちぎれ、引っ張る力が変化するため、動く向きやスピードが変わる。

■マントルを動かす？

古いプレートがマントルを動かすという説がある。冷たいプレートがちぎれるとマントルの深い所まで落ちていく。その反動で別の場所で熱いマントルが上昇し、これがマントルの対流となっている。

成長を続ける宇宙の中で、地球が属するのは「天の川銀河」。数千億個の恒星が薄い円盤状に渦巻いている。

: 恒星である太陽は、銀河にある大量のガスとちりの渦から生まれた。太陽のまわりを回る金属や石の粒がくっついて大きくなり、「惑星の赤ちゃん」が生まれた。そのうちの一つが地球で、周囲の小さな惑星を引き寄せて衝突しながら大きくなっていった。この衝突のエネルギーが地球に熱をもたらした。そのため、はじめは地表の岩石がとけてマグマとなり、地球は煮えたぎるマグマの海におおわれていた。

: 地球が鉱物として取り込んだ水や二酸化炭素（CO2）は、マグマの熱によって蒸発し、地表をおおう厚い雲となった。小惑星の衝突が収まると地表はしだいに冷え、1300〜300度くらいになった時、雲の中の水蒸気は雨となった。地上を冷やしながら雨は何日も何カ月も激しく降り注ぎ、低い土地にたまって海を作った。分厚い雲は薄くなり、切れ目から太陽が見えるまでになった。
※水は気圧が高いと100度以上でも液体になる。

: このころの雨には、水素や窒素、メタン、二酸化炭素が多く含まれていた。生きものに欠かせないたんぱく質などの有機物の合成に使われる。衝突した隕石も有機物を含んでいた。今とは違って高温高圧の海の中で、これらが合成や分解を繰り返し、たんぱく質、やがて命に近づいた。最初の生きものは、たった一つの細胞でできていた。
※有機物......炭素を含む物質で、植物や動物を構成する。炭素を含まないガラスや鉄、石などを無機物という

: 原始的な生きものが進化して植物の仲間が生まれ、太陽のエネルギーから酸素をつくり始めた。大気中に出された酸素は太陽から届く有害な紫外線とくっつき、オゾン層をつくった。これが紫外線をはばみ、シダ植物が水辺に生えるようになった。その後、植物、動物とも進化は続き、700万年前ごろにようやく人類が出現した。地球の人生を1年にすると、12月31日のできごとになる。
※進化......生きものが環境に適したように変化すること

: プレート上で動く大陸は長い時間をかけてくっついたり離れたりを繰り返してきた。世界一高いヒマラヤ山脈はユーラシア大陸にインド大陸がぶつかってできた。日本も二つのプレートにのった島がいくつもくっついて誕生した。現在は、すべての大陸がアジアに向かっている最中で、2億年後にはすべてが集まる巨大な大陸が誕生すると考えられている。

: 地球から数百光年ほどにある星が最後を迎えて「超新星爆発」という大爆発を起こすと、地球上に大量の放射線が届き、生きものはみな死に絶えてしまうだろう。近くで超新星爆発が起こる確率は数千万年に1度という。三葉虫など大昔の生きものの絶滅のいくつかに関係していると見られている。

: 地球には磁場があり、宇宙の放射線をさえぎっている。しかし、磁場は不変ではなく、消滅や逆転を繰り返してきた。地球のS極（北側の極）は北極点とは一致せず、2010年にはグリーンランドの北西端にあり、北西へと移動し、年々、磁力も弱まっている。最後の磁場の逆転から78万年、このまま磁場は消滅し、ひっくり返るのだろうか？

: 氷河期は何度も繰り返され、生きものの絶滅や進化に影響を与えた。約22億年前と7億年前には地球全体が凍りつくほどの気候になり、大規模な噴火によって何とか解消した。この前後には酸素が大量に発生したり、大型生物が出現したりと大異変が起こった。現在は前の氷河期が1万年前に終わったはざまの時期。新たな氷河期到来を予想する学者は少なくない。