自然のバランスを人為的に壊す急激な温室効果

地球は太陽からの光を受けて暖まる一方、赤外線の形で宇宙空間に熱を放出し、そのバランスによって温度が決まっています。仮に地球をとりまく大気がなければ、この熱の吸収と放出の単純なバランスによって地球平均気温はマイナス18℃程度となってしまいます。つまり、生命が維持されるにはかなり厳しい環境になるはずです。

実際には地球は酸素やチッ素などの大気につつまれており、この大気の中には量的には少ないのですが二酸化炭素や一酸化二チッ素などの温室効果気体と呼ばれる気体が含まれています。

この温室効果気体には面白い性質があり、太陽からくる日射などの短い波長の波はほとんど吸収しないのに対し、地球から出ていく赤外線などの長い波長の波は吸収するというものです。このため、これらの温室効果気体は地球から出ていく赤外線を途中で吸収して暖まり、その熱を再び地上に戻します。この結果、地球が暖められるというわけです。これを温室効果と呼びます。この温室効果により、実際の地球は平均気温15℃程度に保たれ、人間を含めた生物の活動に適した環境をつくりだしているのです。

地球史の中では、温室効果の重要な役割を占める二酸化炭素の大気中濃度は大きく変動した時代があり、それに伴って地球の温度が変化したのも事実です。

最近の地球温暖化にかかわるニュースでは、特に石炭や石油などの化石燃料の燃焼による人為起源の二酸化炭素が、大気中の濃度を増加させている点が注目されています。これは地球史の中で、二酸化炭素が植物を介して石炭や石油の形で地中に取り込まれ、寒冷も含めて適度な地球環境が保たれてきたのに、産業革命以来、それを人類が再び掘り起こして利用して、大気中の二酸化炭素を増加させていることが問題になっているのです。

大気中の二酸化炭素濃度の多少の増加は，海や森林などに吸収されてバランスしますが、現在はその限界を越え、過去に類を見ないほど急激に増加しており、これに伴って急激な温室効果＝急激な温度上昇が起きていることが問題なのです。

この結果、気候のシステムはバランスを失い、さまざまな気候変動が生じている、あるいは生じることが懸念されています。温暖化の影響は平均的にゆっくりやってくるものではなく、変動度の変化が大きい、つまり、温暖化の途中から極端な現象の頻度が増えることが懸念されているのです。

温室効果のメカニズム【地学の話】

出典：『眠れなくなるほど面白い図解地学の話』

・地球の成り立ちについて興味がある
・地震のメカニズムについて知っておきたい
・今後日本が直面する気候変動について学びたい　etc….

以上の方には「図解　地学の話」は大変おすすめな本です。

６４００㎞とは何の距離かわかりますか？東京と宇都宮の間の距離が約１００㎞ほどですから、その64倍ということになります。また、本州の長さは測り方にもよりますが、約１３００㎞ほどですから、その約５倍です。決して短い距離ではありませんが、かなりの長さというわけでもないですね。実は、これは地球の半径の長さなのです。「えっ、地球ってそんなに小さいの！」とびっくりする人もいるかもしれません。そうなのです、地球は本当に小さい惑星なのです。

46億年。一年の46億倍。これはまた、気の遠くなるような時間の長さですが、これは地球の年齢。宇宙の年齢は１３８億年といわれていますので、それにくらべれば若いとはいえますが、それでも膨大な時間です。長く生きている小さな惑星、それが私たちの地球です。

中学や高校で地学を学んだ方もいるかもしれません。地学は、こうした地球についてさまざまなことを教えてくれます。ですが、地学の分野はきわめて多岐にわたり、そのすべてについて詳しく知ることは、不可能ではないかもしれませんが、大変難しいことです。本書は、地学の種々の分野を体系的に知るための教科書ではありません。49の面白そうなトピックを選び、図解をまじえて、なるべく物語風に語ったものです。

どの項目を読んでも、地学に興味のあるあなたなら楽しめるはずです。ぜひ本書を一読し、その深い世界を楽しんでください。

地球はどのようにして誕生したのか？

この記事では多くの人が一度は疑問に思ったことがある、「地球はどのように誕生したのか？」を解説します。不思議でロマンあふれる地学の世界の一歩を踏みだしましょう。

太陽系は、今から約46億年前にできました。太陽だけではなく、太陽系の惑星も同時にできました。最初は星間ガスの回転濃集から始まり、やがて中心星の太陽とそれを取り巻く円盤が形成されると、円盤の中にガスから固体の塵が晶出しました。その後、それらの塵が相互に合体して、岩石、微惑星、そして惑星や衛星が短期間に形成されました。惑星になれなかった小惑星、隕石、そして月の石の最古年齢は、いずれも46億年前であることから、それが太陽系形成年代とされています。

ですが、地球にはそのような古い記録は残されていません。その理由は、地球では他の惑星にないプレートテクトニクスが働いていて、常に古い岩石を新しいものにつくり替えているからです。地球最古の岩石はカナダ北部でみつかった40億年前のものであり、最古の物質は43 億７０００万年前のジルコンという鉱物粒です）。地球年齢が46億歳ということは間接的に推定されているわけです。

多様な隕石の２段階による合体でできた地球

地球の岩石の化学成分はよく調べられており、しばしば惑星形成の材料物質であった隕石の組成と比較されます。すると地球岩石は多様な隕石の種類の中でも、特定のタイプ（エンスタタイト球粒隕石）と近縁であることが確認できます。

地球の岩石の化学成分はよく調べられており、しばしば惑星形成の材料物質であった隕石の組成と比較されます。すると地球岩石は多様な隕石の種類の中でも、特定のタイプ（エンスタタイト球粒隕石）と近縁であることが確認できます。ところが、このタイプの隕石には、大気や海水をつくる軽い元素がまったく含まれておらず、エンスタタイト球粒隕石だけでは、現在のような水惑星地球をつくることはできません。地球の大気や海水をつくっている水素の同位体組成（普通の水素の他に重水素と三重水素がある）は別のタイプ（炭素質球粒隕石）が起源であることを示しています。

したがって、地球形成は、岩石／金属からなる部分をつくったエンスタタイト球粒隕石集積の段階と、その後の炭素質球粒隕石の追加という２段階を経てできたことがわかってきました。

太陽系の中を実際に探査機が飛びまわって調べた結果、エンスタタイト球粒隕石は地球軌道周辺にも存在していたと考えられますが、水素などの揮発性成分を持つものは火星の外側の小惑星帯の中でも外側にしか分布していないことがわかりました。であれば、初期太陽系の円盤の中で大規模な物質移動を考える必要があります。