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わたしたちの星「地球」の歴史について調べちゃおう

わたしたちの星「地球」の歴史について調べちゃおう

人間や多くの生物が暮らす「地球」。地球がどのように誕生し、どのように変化して今のような姿になったのか、考えたことがあるかな。地球の歴史について調べてみよう。

現在とはちがっていた原始の地球

雲がない状態を再現した地球。
提供:JAXA

地球は、直径1万2756km、太陽に3番目に近いわく星で、太陽系の中ではただひとつの生きものがいる星だ。地球はほかのわく星とちがって、生物が誕生し、生物が生きていくために必要な酸素をふくむ大気や水がある。また、気候も生物がくらすのに都合がよい。このような環境は、地球が誕生してから長い年月をかけてできたものだ。

地球は、今から約46億年前、小さなわく星同士がぶつかり、だんだん大きくなって誕生した。誕生したばかりの地球には、さらにほかの天体がぶつかり、それらの天体がふくんでいた水蒸気や二酸化炭素でできた原始大気に包まれていた。さらに天体がぶつかると、原始大気の温室効果やしょうとつのエネルギーで地球の温度は1000℃以上になり、地表はマグマオーシャンというマグマの海におおわれた。マグマオーシャンの内部では、重い鉄の成分が中心にしずみ、それより軽い岩石成分が表面へと移動した。現在の地球の内部は、地表から地殻(ちかく)、マントルという層に分かれているが、マグマオーシャンの内部にしずんだ鉄が核に、表面へ移動した岩石成分がマントルになったと考えられている。

地球の内部構造。内部は、層状になっている。
出典:岡山大学 地球科学教室

その後、しだいにほかの天体のしょうとつが減り、原始大気の水蒸気が冷えると、マグマの海だった表面が固まり始めて地かく(岩石の大地)ができた。さらに地球が冷えると、水蒸気が雨になって何年もの間降り続き海ができた。約40億年前のことだ。そして、約38億〜35億年前には、地球最初の生命である細菌が誕生した。細菌は、単純な構造の単細胞生物だったが、約27億〜19億年前になると、らん藻類の「シアノバクテリア」が大量に出現し、太陽の光と二酸化炭素を使って光合成を行い、酸素をつくるようになる。現在の地球には、酸素をふくむ大気がある。また、大気の上のほうには、酸素からできたオゾンの層があり、太陽から届く有害な紫外線をさえぎっている。紫外線がそのまま地表まで届くと生物は生きていけない。その意味では、地球が生物の星になったのは、酸素がつくられたおかげといえる。

やがてシアノバクテリアは、砂やどろなどと重なってドームのような形のストロマトライトに成長し、さらに大量の酸素をつくった。この時代の地層からは、ストロマトライトの化石が大量に見つかっている。約19億年前になると、地球内部で大規模なマントルの上昇が始まり、地かくに無数のわれ目をつくって火山活動などを起こし、地球上に最初の超大陸ヌーナができた。

大きな変化をとげる大陸

最初の生命が誕生してから約30億年後のカンブリア紀(5億4300万〜4億9000万年前)に入ると、さまざまな種類の生物が現れた。現在の昆虫類や貝類など、背骨を持たない無せきつい動物の祖先は、ほとんどがこの時代に誕生している。シルル紀(4億4300万〜4億1700万年前)になると、コケ類などが水辺に進出した。さらにデボン紀(4億1700万〜3億5400万年前)末期には陸上ではシダ植物などが森林をつくり、両生類や昆虫類もくらすようになった。

こうして、生物が進化している間に、大陸も大きく変化していた。現在の地球には、ユーラシア、アフリカ、北アメリカ、南アメリカ、オーストラリア、南極大陸の6つの大陸があるが、これらはもともと一つの大きな大陸だった。地球の表面は、プレートという厚さ約100kmの岩盤十数枚におおわれていて、大陸や海はその上にある。プレートは毎年数cmずつ移動しており、そのために大陸は、約4億年ごとに分かれたりくっついたりをくり返している。現在の6つの大陸は、ペルム紀(2億9000万〜2億4800万年前)にできた超大陸パンゲアが長い年月をかけて形や位置を変化させてできたものだ。

約7億〜6億年前の大陸の分布。
超大陸パンゲアが形成された約2億年前の大陸の分布。
約8300万年前の大陸の分布。超大陸パンゲアが分裂を続けた。
現在の大陸の分布。今から約180万年前には、現在の大陸とほぼ同じ形になった。

出典:地球のからくり -EPACS自然史博物館-

大陸が動くという考えを初めて発表したのは、ドイツ人の気象学者であるアルフレッド・ウェゲナー(Alfred Wegener、1880~1930)だ。ウェゲナーは、南アメリカ大陸の東側とアフリカ大陸の西側の地形が似ていることや、化石や地質などの点から大陸移動説を思いついた。三畳紀(2億4800万年〜2億600万年前)にいたは虫類キノグナトゥスの化石が、南アメリカ大陸のアルゼンチンとアフリカ大陸の南アフリカから発見されているのは、その証拠のひとつだ。

絶滅をくり返してきた生物

地球には、さまざまな種類の生物が進化を続けてきた。そのいっぽうで、過去に何度か、生物の大量絶滅も起こっている。ペルム紀末には海の生物の90%、陸上の生物の70%の種類が短い間に絶滅したと考えられている。このような大量絶滅は、過去に5回あったことがわかっているが、ペルム紀の大量絶滅が史上最大といわれている。

今から2億4800万〜2億6000万年前の三畳紀には、恐竜が現れる。恐竜は、体の真下に足がのびていて、ほかのは虫類より速く走れることから、陸上生活に合い、地球の王者だった。ところが、約6500万年前の白亜紀末に姿を消してしまった。巨大いん石のしょうとつや環境の変化が原因といわれるが、はっきりしていない。

恐竜がいなくなった後、地球には、白亜紀末の大絶滅を生きのびた小型ほ乳類や鳥類などが栄えた。その中には、大型化する生物もいた。この時代には、パキケトゥスというクジラの祖先が、現在のカワウソのように水辺で生活していたと考えられている。また、約700万~600万年前には、2本の足で歩く人類の祖先「サヘラントロプス・チャデンシス」も現れている。約180万年前になると、大陸もほぼ現在と同じ姿になる。約30万年前、わたしたちの直接の祖先であるホモ・サピエンスがアフリカに現れ、やがて世界各地に広がった。

パキケトゥスの頭骨
クジラの先祖のパキケトゥスの頭骨(複製)。
写真提供:足寄動物化石博物館

地球が誕生してから約46億年。地球や生物は気の遠くなるような長い年月をかけて変化し、現在のような姿になった。わたしたち人類の歴史は、地球全体の歴史から見ると、ほんのわずかでしかない。

このことを分かりやすく表したのが、地球が誕生してから今日までの約46億年を1月1日から12月31日の1年に置きかえた「地球カレンダー」だ1)。この地球カレンダーでは、1時間で50万年、1日で1300万年が過ぎてしまう。恐竜時代は12月13日日〜12月26日。その後、12月27日になるとほ乳類が繁栄(はんえい)し、12月31日にやっとホモ・サピエンスが現れる。人類が四大文明を築(きず)いたのは同じ日の夜11時59分を過ぎたころだ。このように、地球上のできごとが何月何日に起きたのかを地球カレンダーでたどっていくと、地球の歴史をイメージしやすくなるかもしれない。

 

記事公開:2021年11月

参考資料

1)豊田充穂/作・絵,杉田精司/監修『僕は46億歳。親子で読む、壮大な「地球史」カレンダー』.2013年.学研教育出版

監修者:大山光晴

1957年東京都生まれ。東京工業大学大学院修士課程修了。高等学校の物理教諭、千葉県教育委員会指導主事、千葉県立長生高等学校校長等を経て、現在、秀明大学学校教師学部教授として「理数探究」や「総合的な学習の時間」の指導方法について講義・演習を担当している。科学実験教室やテレビの実験番組等への出演も多数。千葉市科学館プロジェクト・アドバイザー、日本物理教育学会常務理事、日本科学教育学会及び日本理科教育学会会員、月刊『理科の教育』編集委員等も務める。

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