固体地球惑星科学、深地圏科学

地球の誕生と進化の鍵は水~地球上の水はどこから来て、どこへ行ってしまったのか

廣瀬敬先生 東京工業大学 地球生命研究所 所長

生命誕生の条件を地球史に探る 廣瀬先生による入門書

『できたての地球――生命誕生の条件』

(岩波科学ライブラリー)

地球が出来て間もない頃、と言ってもいつかよくわからないのですが、地球上に生命が誕生しました。それが必然だったのか、または偶然だったのか、地球は生命誕生にどう関わっているのか、一緒に考える一冊です。

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第1回 生命を誕生させた、地球の小さい海

地球上には海があります。ほとんどの人が、このことを当たり前だと思っているかもしれませんが、改めてその理由を考えてみましょう。

 

知っての通り、地球は水の惑星です。太陽系の惑星の中で唯一、海のある惑星です。ただ、海水の質量は地球の質量の0.023%と、海の量はとても少ないのです。たったこれだけの水ですが、地球表面の70%ほどを覆っています。ですから、地球は青く見えるのです。一方で、海の深さは3kmほどしかありません。地球の直径が6,400kmですから、海がいかに浅いかがわかります。

 

地球表面には陸地が存在しますが、もし今より少しでも水が増えたら、陸地はどんどん狭くなります。海の水を今の2倍にすると陸地のほとんどが水の下になってしまいます。このように、陸があるかないかは、海水量のほんの少しの差で決まっていることなのです。このことは、地球にとっては非常に重要なことでした。陸地と海が共存したことで、地球上には非常に多様な環境が生まれたからです。この環境によって、地球上に生命が誕生し多様に進化し得たのです。地球上に水がなければ、生命はあり得ません。もし、液体の水がなかったとしたら、化学反応は非常にゆっくりとしか進まないので、生命は生まれなかったと考えられているからです。

 

一方、陸地が全くなかったとしたらどうでしょうか。2013年に、東京工業大学の丸山茂徳先生たちがこの議論を取り上げました。丸山先生は、初期の地球に陸地があったからこそ、生命が生まれたと主張しています。陸地の岩石が風化し、リンのような生命にとって必須の元素が供給されて、生命が生まれたというのです。乾いた場所と湿った場所が存在したことも、生命誕生にとって有利と考えられているのです。

 

ハーバード大学のサセロフ先生は、「地球は良くあるタイプの惑星ではない」と言っています。太陽系外の惑星について、その質量と密度を調べてみたところ、水を持つスーパーアースがたくさんあることがわかっています。スーパーアースとは地球より若干大きい惑星のことです。惑星には、水の量が0%のものから100%のものまで様々あると考えられます。つまり、完全に乾いた惑星もあれば、陸地ができないほど水の豊富な惑星もあるのです。こうしてみると、地球は典型的な惑星だとは言えないのがわかります。

 

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生命誕生の条件を地球史に探る 廣瀬先生による入門書

『できたての地球――生命誕生の条件』

(岩波科学ライブラリー)

地球が出来て間もない頃、と言ってもいつかよくわからないのですが、地球上に生命が誕生しました。それが必然だったのか、または偶然だったのか、地球は生命誕生にどう関わっているのか、一緒に考える一冊です。

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『生命と地球の歴史』

丸山茂徳、磯崎行雄(岩波新書)

巨大隕石の落下が相つぎ、大気、核、マントル、海洋がつくられていった初期地球。中央海嶺上で熱水から栄養をもらって誕生した生命。地球と生命の誕生がよくわかる。磯崎先生は東京大学で約2.5億年前の地球史上最大規模の生物大量絶滅を研究、丸山先生はプルームテクトニクスを提唱した東京工業大学特命教授。

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『地球外生命――われわれは孤独か』

長沼毅、井田茂(岩波新書)

銀河系の多くの星のまわりで惑星系が見つかっています。系外惑星にも知的生命が存在するのでしょうか。微生物生態学、極限生物学が専門の長沼先生(広島大)と、惑星系形成論が専門の井田先生(東京工業大)が、生命科学と惑星科学を総動員し、宇宙における知的生命の可能性を考えます。

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