【最新更新日 : 2018年08月05日 日曜日

2018年の読書履歴(№60)

★ 評価は、私の独断と偏見でつけたもので、読んだ時点で「ん、これは良かった!」と思った本です。
  本そのものの良し悪しとはまったく関係ありません。☆はイチ推し、◎は、おすすめの本です。
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18/07


地球の中心で何が起こっているのか

巽 好幸

幻冬舎新書

第1章 地球内部の構造とプレートテクトニクス
地球内部の層構造――不連続面の存在
・地球の半径は約6400キロ。その中は3層になっている。
・核とマントル、地殻と呼ばれる。
・外核は液体なのだ。
・核は岩石ではなく鉄を主成分とする金属でできていると考えられている。

地球を構成する3大元素
・地球全体では、鉄とケイ素(シリコン)、そして酸素の三つの元素が8割近くを占めている。
・ほとんどの鉄は金属として、つまり酸素と結合することなく核を作っている。
・一方、ケイ素は酸素とともにマントルや地殻の主要成分となっている。
・一方で、量的には少ないが、地球の形成や進化の過程で特徴的な振る舞いをする元素たち(微量元素)の情報もとても重要だ。

・核の軽元素問題は、地球全体の元素サイクルを考える上でとても重要だ。
・なぜならば、核からマントルへ軽元素が流れ込んでいる、そしてひょっとすると地表にまで運ばれている可能性もあるからだ。
・核は固体の内核と液体の外核からなる。
・内核は、徐々に冷えつつある外核から結晶化した鉄とニッケルが沈積した部分と言ってよい。
・軽元素たちは、固体の金属にはあまり入らずに、専ら液体の外核に濃集する、いわば「はみ出し者」の性質があるらしい。
・もしそうだとすると、外核では炭素や水素、酸素などのガス成分に飽和していて、コーラのように軽元素のアブクが出ているかもしれない。
・核から溢れ出たこれらの成分は、マントルへ付け加わっていくかもしれないのだ。
・酸素・炭素・水素。これらは生物を作る主な元素だ。
・人間の体の90パーセント以上がこれらの三つの元素でできている。
・したがって、地球における生命の発生や進化を考えるには、これらの元素が地表付近でどのように循環してきたのかを調べることが決定的に重要だ。
・私たち生命の起源と進化は、実は地球の中心で起こっている現象と密接に関係しているのかもしれない。

マントル――流れる固体
・マントルは、決してドロドロのマグマが詰まっているのではなく、しっかりとした岩石(固体」だ。
・一方でマントルは、流動して対流している。


第2章 46億年前に誕生した原始地球
始生代――酸素を産んだ、シアノバクテリア
・生命の誕生で幕を開けた始生代の末期には、「縞状鉄鉱層」「ストロマトライト」などの特徴的な岩石が形成されるようになった。
シアノバクテリアと呼ばれる微生物(原核生物)は、光合成を行うことで、二酸化炭素と水と光を使って炭水化物を作り出し、その結果として酸素を放出したのだ。
・シアノバクテリアのコロニーの名残り(化石)がストロマトライトと呼ばれるものだ。
・地球の大気にも、もともと酸素は存在していなかった。
・そんな無酸素地球を一変させたのがシアノバクテリアであり、大気中の酸素が急激に上昇したのが原生代の始まり、約25億年前のことだ。
・地球上に酸素が増えてくると、酸素呼吸をするバクテリアも出現する。酸素を吸うことで、格段に効率よくエネルギーを得ることができるからだ。

太陸と海を分かつもの
・地球科学でいう大陸と海の違い
 大陸地殻が二酸化ケイ素を約60パーセント含む安山岩質の化学組成であるのに対して、海洋地殻は二酸化ケイ素量が50パーセント程度の玄武岩質の組成を持つことが原因だ。
・一般に、二酸化ケイ素を多く含む岩石の方が密度が低い。つまり、軽い。だからこそアイソスタシーによって、大陸はいつまでもマントルの上にプカプカ浮んでいられるのだ。
・一方、海洋地殻を含む海洋プレートは、形成されてから時間が経つと冷えていって、遂にはマントルよりも重くなって地球の内部へ落っこちていく。この場所が、日本列島などの「沈み込み帯」と呼ばれる場所だ。
・つまり、大陸と海は、組成と密度が違うからこそ高低差が生まれ、その結果海水の分布が決まってしまうのだ。


第3章 火山列島と沈み込み帯の密接な関係
沈み込み帯の火山たち

・沈み込み帯は、地球上でも火山が密集する場所の一つだ。プレートが沈み込む所でなぜマグマが発生するのか?
・プレートから水と特定の元素が「触媒」として抽出されて、沈み込んだプレートの上にあるマントルへ付け加えられる。これによって反応が進んで、マグマが効率よく作られるのである。
・なぜ日本にこれほど火山が多いのだろう?
・世界中の沈み込み帯を眺めると、プレートの沈み込み速度が速い所ほど、活火山の数が多くなる傾向があるのだ。
・日本列島の下へもぐりこんでいる太平洋プレートは、地球上でもっとも古い海洋プレートで、したがって十分に冷えている。
・このことが原因で、日本列島の下では、地球上で最も高速でプレートが沈み込んでいるのだ。
・プレートが一生懸命沈み込むために、マグマ、そして火山がたくさん作られていると考えられる。

沈み込み帯の構造
・沈み込み帯とは、海洋プレートが海溝から沈み込む場所である。


第4章 火山列島はどうしてできるのか?
マグマ発生の基本原理
・地球内部の岩石が溶けたものがマグマである。
・即ち、岩石が融点を超えた状態になるとマグマが発生する。
・地球内部には、海水と同量以上の水が存在すると言われている。

マグマは、プレートが融けてできる?
・プレートがマントルへ沈み込む所、沈み込み帯でマグマが作られて、火山が集中する。


第5章 海で生まれる大陸
・固体地球の中で、大陸地殻は僅か0.7パーセントの体積を占めるにすぎない。
・しかし大陸地殻の化学組成は、非常に特異なものである。その特異性の一つが、二酸化ケイ素などの軽元素の濃集だ。
・この特徴のために、大陸は安定してマントルの上に浮かんでいて、地球を他の惑星から際立った存在にしているのだ。
・したがって、大陸地殻の成因は、地球進化を語る際には、決して避けて通れない大問題であると言えよう。


第6章 地球は自らリサイクルしている
・大陸地殻は、沈み込み帯の、それも海域の沈み込み帯でのマグマ活動の産物だ。


  ―― 完 ――