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第３回　地球誕生と進化

配付プリント等

• 地球は46億年前に太陽系の一員として誕生した。その当時の固体地球およびそれを取り巻く大気の状態は、現在とは非常に異なっていたと考えられている。授業では、46億年の間に地球がどのように変遷してきたかについて、遅れて誕生した生物の進化と地球との相互作用も含めて、現在の新しい地球観をもとに説明する。
• ビデオ
  NHKDVD『NHK特集地球大紀行』の中の『第１集：水の惑星･奇跡の旅立ち』に付属する『特典映像：｢衝突の贈り物｣』（約10分）。
  『地球の最初に起きた巨大衝突。月の起源を説明する｢ジャイアント・インパクト｣説を紹介。』
• 配布プリント2枚。出席票。
  【1枚目】
  図1.3、図1.4、図1.5、図1.6、図1.8、図2.1、図2.2、図2.5、図2.6、図6.9…『新しい地球史　46億年の謎』（18,24,26,30,40,43,52,54,148p）
  【2枚目】
  図6.1、図6.2、図6.3、図6.4、図6.5、図6.10、図6.13、図6.14…『新しい地球史　46億年の謎』（128,129,131,133,136,150-151,163,164p）
• 新しい地球史について説明。
  〔１〕大気の進化と気温
  

  �@	地球の脱ガス説〔１枚目図2・2〕	連続脱ガス説 初期大規模脱ガス説（衝突脱ガス説）
  �A	大気の組成の進化〔１枚目図2・5〕	窒素はほぼ一定。〔→〕 酸素は光合成生物により生産。〔↑〕 アルゴンは放射性K（40K：全Kの0.0117％）の放射壊変（主に電子捕獲）により生成。〔↑〕 二酸化炭素は海水中および炭酸塩鉱物（CaCO3）として固定（光合成および風化作用）。〔↓〕
  �B	地表温度の時間変化〔１枚目図2・6〕	マグマオーシャン後は、ほぼ現在の気温に近い（生物の存在および堆積物などの証拠から）。
  �C	暗い太陽のパラドックス〔１枚目図2・1〕	地球誕生当時の太陽光度は現在の７割程度。 他の条件が同じであれば、過去の地表温度は現在よりも低い（氷点下）。 これは上記�Bとは異なる。⇒『暗い太陽のパラドックス』 しかし、上記�Aのように二酸化炭素濃度が高いと、温室効果により気温は上昇しうる。

  〔２〕地球史６大事件（１枚目図6・9および２枚目図6・10）
  

  �@	地球の誕生−微惑星の集積テクトニクス（46億年前）	ジャイアント・インパクト→月の形成 マグマの海（マグマオーシャン） プルームテクトニクス
  �A	原始海洋の形成とプレートテクトニクスの始まり（40億年前）	原始海洋誕生→プレートテクトニクス 花崗岩の形成←海洋プレート 生命誕生
  �B	核の安定密度成層の崩壊（27億年前）	地球磁場誕生
  �C	超大陸の形成と全マントル対流の出現（19億年前）	マントル対流（2層→1層）
  �D	硬い外骨格をもたない多細胞生物の出現（8〜6億年前）
  �E	人類の出現（350万年前）

補足説明

全般	地球科学用語については『地球科学用語集』ページを参照。 単位については『単位について』のページを参照。 地質年代については『地質年代表』のページを参照。

• フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』による説明を参照してください。（英文による説明の方が詳しい場合が多いので、そちらもご覧ください。⇒各ページの左側の欄にある『各言語』から『English』を選んでください。）
  ■太陽系の形成と進化（Formation and evolution of the Solar System）／原始惑星（Protoplanet）／原始惑星系円盤（Protoplanetary disk）／Category:Solar System dynamic theories／星雲説（Nebular hypothesis）／Category:太陽系（Category:Solar System）／太陽系（Solar System）／Category:Dynamics of the Solar System／Category:Hypothetical bodies of the Solar System／
  ■微惑星（Planetesimal）／ジャイアント・インパクト説（Giant impact hypothesis）／Category:プレートテクトニクス（Category:Plate tectonics）／プレートテクトニクス（Plate tectonics）／Category:超大陸（Category:Supercontinents）／超大陸（Supercontinent）／スノーボールアース（Snowball Earth）／
  ■Category:地球史／地球史年表（History of the Earth）／Category:地球（Category:Earth）／地球（Earth）／Category:地球の構造（Category:Structure of the Earth）／核 (天体)（Planetary core）／内核（Inner core）／地磁気（Earth's magnetic field）／
  ■生命の起源（Abiogenesis）／原始生命体（Protobiont）／Category:生物（Category:Organisms）／生物（Organism）／共通祖先（Common descent）／Category:古細菌（Category:Archaea）／古細菌（Archaea）／Category:真正細菌（Category:Bacteria）／真正細菌（Bacteria）／真核生物（Eukaryote）／多細胞生物（Multicellular organism）／Category:ヒト上科（Category:Apes）／ヒト（Human）／Category:人類の進化（Category:Human evolution）／人類の進化（Human evolution）／Category:Hominina／
• 神奈川県立生命の星・地球博物館の『地球を考える』を参照。
• 地球の進化については『地球の進化について』のページも参照。

【暗い太陽のパラドックス】

• 理科ネットワークの『地球と生命の誕生』の中の『暗い太陽のパラドックス』から 約46億年前に誕生した太陽は核融合反応により輝いているが、初期は暗かった（現在の7割程度の明るさ）と予想されている。地球の表面温度（全地球平均温度）は、主に太陽光度の大きさによって決まると考えると、初期の地表面温度はマイナス数10℃になってしまう。現在知られている証拠は、そのような低温環境を示さない。これが『暗い太陽のパラドックス』である。これは、初期の地球大気には大量の二酸化炭素が存在したため、その温室効果によって暖められ、地表面温度は適度な値であったと説明されている。 ※放射平衡温度の求め方はこちらを参照。

【地球初期進化】

• 図4: 地球初期進化の概念図. 岩波講座地球惑星科学13 巻. 横畠（2001）による『地球史セミナー第1 回地球史概論』から

【地球史】

• 〔東北大学理学部自然史標本館の『ツアーコース』の中の『地球生命の進化』から〕

【新しい地球史】

• 図2: 地球史年表. (a) 従来の時代区分, (b) 地球史7 大事件に基づく時代区分. 川上(2000), p 33. 横畠（2001）による『地球史セミナー第1 回地球史概論』から