地球誕生から生命誕生までの流れ

地球誕生から生命誕生までの流れ

宇宙誕生

137億年前(プラスマイナス2億年)宇宙は生まれました。 それ以降は何もない世界で、時間すらありませんでした。

突如とても小さな宇宙が生まれました。 誕生から10の44乗分の1秒の時点で、その大きさは10の34乗分の1センチぐらいだったといわれます。

宇宙は真空のエネルギーという固有のエネルギーをもっていて、これが宇宙を急速に広げていきました。  これを宇宙のインフレーションといいます。

10の33乗分の1秒後にはインフレーションがおさまります。 この時の宇宙の大きさは、1センチ程度でした。

急激に膨張した宇宙は、温度が急に下がりました。 そして相転移という現象を引き起こすきっかけとなりました。 相転移により宇宙は高温の火の玉になりました。 これがビッグバンです。

ちなみに宇宙誕生からインフレーションがはじまるまでの間のことは、現在の物理学では説明ができません。

星の誕生

宇宙に漂うガスのかたまりが、数億年の歳月をかけて星(恒星)になりました。 星の内部は、圧力により温度がどんどん上がっていきます。 そして250万度を越えたあたりから重陽子同士が融合し、その際に大きなエネルギーを発するようになります。 これが核融合です。

核融合を続ける星の内部では、重い元素が中心部にたまっていきます。 鉄の元素は安定しているため、ほかの原子核と衝突しても核融合を起こしません。 そのため星の内部では、大量の鉄が生成され続け、超高圧状態で星の中心にたまっていきます。 それにより引き起こされたのが、重力崩壊という現象です。

重力崩壊とは、まわりの物質が星の中心部に向かって次々に落ち込んでいくという現象で、これにより超新星爆発が起こります。 最初の星は、超新星爆発により崩壊していったと考えられており、その爆発で散った物質は、やがて次の世代の星が生まれるための材料になりました。 太陽は最初の星が崩壊した次の、もしくはその次の世代の星ではないかと考えられています。

宇宙の構造

地球のある太陽系が所属する天の川銀河には、2000億個以上の星があります。 天の川銀河の隣には、230万光年離れてアンドロメダ銀河という銀河があります。

天の川銀河は、アンドロメダ銀河などの10あまりの銀河といっしょに局所銀河群を形成しています。 また、数百の銀河とともに局所銀河団というグループを形成しています。

さらにその上には数万の銀河からなる超銀河団という集団があります。 天の川銀河は、直径一億光年の乙女座超銀河団の一部です。

そして宇宙にはいくつもの超銀河団によって形成されたグレートウォールがあります。

宇宙の今後

宇宙はインフレーション以来、今日まで膨張し続けてきました。 そして今後も同様に膨張を続けるという意見が、今のところ有力ですが、一方で宇宙はある時点で収縮に転じ、最終的には誕生時のように縮小してしまう、という説もあります。

星の最後

質量が太陽の4倍以下の星は、膨張して赤色巨星になり、 最後は収縮して小さく重い白色矮星となります。

白色矮星は、星の外側のガスでできている部分が吹き飛ばされ、星の中心にあるコアだけが残った星です。 白色矮星は、 星が輝くための核融合ができないために次第に冷えていき、黒色矮星となって一生を終えると考えられています。 太陽も、いずれはこの道をたどります。

質量が太陽の4倍から8倍の質量を持つ星は、超新星爆発を起こし、そのあとにはチリのほか何も残りません。 太陽の8倍から30倍の質量の星は、超新星爆発を起こし、その後に中性子星が残ります。 中性子星は、半径数十キロ程度の大きさしかないのに、太陽と同じぐらいの質量を持つとても重たい星です。

太陽の30倍以上質量がある星はブラックホールに変わります。 ブラックホールはあまりにも重力が大きいため、いったんその重力圏に入ってしまうと、物質はもちろん光ですら抜け出すことができません。 やがてブラックホールは素粒子を放出することで次第に小さくなり、消滅してしまうといわれます。

太陽系の惑星

太陽

直径140万キロ。 地球の110倍の大きさ。 容積は地球の130万倍。 質量は地球の33万倍。 太陽だけで太陽系全体の質量の99.86%を占める。

主成分は水素で、総重量の75%を占める。 容積が地球の130万倍なのに、質量は33万倍というように、地球の密度に比べて太陽の密度が小さいのは、太陽の大部分が軽い気体でできているため。

主成分である水素は、太陽が輝き続けるための原料。 太陽の中心部はおよそ1500万度、25000億気圧。 核融合により内部はつねに暖められており、太陽の表面温は約6000度。

水星

直径4900キロ。 地球の三分の一強。 空気がない。 惑星内部の火山現象もない。

金星

地球とほぼ同じ大きさ。 大気が存在するが、そのほとんどは二酸化炭素。 地表で90気圧。 上空60キロくらいには濃硫酸の雲がかかっている。

地球

直径13000キロ。 太陽系で、ただひとつ海で覆われ、生命が確認されている天体。 太陽からの距離や大きさ、海の存在などさまざまなことが重なり、生命が生まれた。

火星

直径6800キロ。 地球の半分強。 その赤さは、地表にある鉄の酸化物(赤さび)によるもの。 大気の95%は二酸化炭素。 氷などのかたちで、わずかに水がある。

木星

直径14万キロ。 地球の11倍。 太陽系最大の惑星。 木星の成分は水素が90%、ヘリウムが10%ほどで、ほとんどが太陽同様軽いガスからできている。 「太陽になりそこねた惑星」といわれている。

土星

直径12万キロ。 木星と同じような成分でできている。 土星の輪の幅は数十万キロ。 厚さは数百メートル程度。

天王星、海王星

どちらも直径5万キロ前後。 どちらの惑星も、木星などと同じようにガス主体の成分でできている。

月の特徴を以下に記します。

  • 29.5日周期で満ち欠けを繰り返す。
  • 月の暗く見える部分をという。
  • 月のあかるい部分を高地という。 隕石、小天体が衝突した跡であるクレーターが多数存在している。
  • 月の誕生は、地球と同じ46億年。
  • 火山活動はほとんどない。
  • 月は地球にいつも同じ面をむけている。 月の自転の周期と、月が地球の周りを回る周期が等しいため。
  • 月の裏面はには海がほとんどなく、無数のクレーターからなる高地が広がっている。
  • 月は地球から少しずつ遠ざかっている。 その距離一年に3.8センチメートル。
  • 月はとても大きな衛星。 直径約3500キロ。 地球の直径の1/4強。

地球

地球上の生物は、確認されているだけでも、140万種ぐらいいます。  4万4000種種の脊椎動物、75万種の昆虫、25万種の植物、4万7000種の菌類等です。 未発見の生物種もたくさんいると考えられています。

  • 地表に存在する水が地球の質量に占める割合はわずか0.02パーセントほどです。  地球に存在する水のほとんどが水で、このうち約97%が海水です。  川の水が占める割合は0.0002%だけで、氷、雪が1.7%、地下水が1.7%程度を占めます。

生命

生命の特徴は次の通りです。

  • 外界との間に、境やしきりがあり、独自の空間を持っている。
  • 外界からエネルギーをとりこみ、不要になったエネルギーを排出するといういわゆる代謝をおこなっていること。
  • 自己複製(繁殖)すること。

ウイルスは生物と物質の中間のような存在です。 ほかの生物の細胞内にいるときは自己複製をし、細胞外にいるときは自己複製できません。

生命の誕生

生命は40億年ほど前に突然生まれました。 初期の地球に存在していた単純な化合物が、 化学反応を繰り返して複雑な有機物となり、それが原始生命へ発展したと言われます。

35億年前、原核生物が生まれました。 それから五億年ほど時間をかけて真正細菌と、古細菌に進化しました。  真正細菌は現在細菌、バクテリアと呼ばれているものです。 古細菌の一部は、動植物へと進化していきます。

21億年ほど昔、古細菌の中から新たな生物が生まれました。 真核生物です。 真核生物には、今日すべての動植物が含まれます。  DNAが細胞の核の中で守られているという特徴があります。

ミトコンドリアという原核生物が、あるとき別の原核生物に取り込まれ、その寄生するようになり、真核生物が生まれました。

10億年前、多細胞生物が生まれました。 その名の示すとおり、複数の細胞から構成される生物です。

6億年前、生物は急激な多様化を始め、エディアカラ生物群が生まれました。 地球史では、地球誕生からここまでの時期を先カンブリア時代と呼んでいます。

古生代

5億4200万年前、古生代・カンブリア紀が始まりました。 世界各地の海に様々な生物が生まれました。 生物が登場する様子があまりにも急激だったので、 この現象をカンブリアの爆発と呼びます。 よく知られる三葉虫もこの時期に生まれました。

4億9000万年前、オルドビス紀がはじまります。 三葉虫はこの時代に全盛を迎え、多くの種類が誕生しました。 オルドビス紀の末、生物の大絶滅という現象が起きました。

4億4400万年前、シルル紀がはじまります。 植物で陸上に進出するものが出てきました。

4億1600万年前、デボン紀がはじまります。 動物の陸上進出がはじまります。 アンモナイトやシーラカンスが現れます。 淡水に住むようになった魚も現れます。 やがてそうした魚類の一部が進化し両生類が生まれました。

3億6000万年前に石炭紀が始まりました。 爬虫類や単弓類が登場し、本格的な陸上生活を始めました。 単弓類とは、頭の骨を横から見て、目の後ろに左右ひとつずつの穴が開いている動物のことで、人類を含む哺乳類は、単弓類から進化しました。

2億9000万年前、ペルム紀が始まりました。 後期には、単弓類の一種でほ乳類により近い獣弓目が繁栄するようになりました。

中生代

三畳紀

2億5100万年前に始まりました。 地球の気温は非常に高く、イチョウの一種などが大木になり、森林地帯を形成していました。 陸上には恐竜が登場します。

ジュラ紀

2億年前に始まりました。 恐竜は巨大化する一方、ほ乳類は小さく、恐竜から隠れるようにして生きていました。

白亜紀

1億4600万年前に始まりました。 有名なスティコサウルスやティラノサウルスが活躍した時代です。

新生代

6500万年前~180万年前にかけての古第三紀と新第三紀、180万年前から現在にいたる第四紀に分けられます。

ついにほ乳類が主役の座に躍り出ます。 クジラの祖先も現れました。 人類も新第三紀から第四紀にかけて勢力を伸ばし、生態系の頂点としての地位を確立しましました。

恐竜絶滅の原因

もっとも有力な説は、巨大隕石の衝突です。 今から6500万年前、直径10キロメートルを超える隕石が地球に落下してきたと言われています。

衝突した隕石は大爆発を起こし、周りの木々も海水も何もかも、瞬時に蒸発してしまいました。 数万度の爆風が吹きあれたそうです。 海では最大で高さ300メートルの津波が発生し、地上の生物を次々に飲み込みました。

人類登場

人類の属する霊長類が誕生したのは、恐竜が絶滅した6500万年前だと言われています。 最終的に人類は、チンパンジーとの共通祖先から分かれ、ヒト属として独立したと考えられています。 これまでに発見された人類最古の化石は、600万~700万年前に生きていたサヘラントプス・チャデンシスのものです。 身長105~120センチメートルほどでした。

250~260万年前の地層からは、簡単な石器が発見され、150万年前の遺跡からは、焼けた跡のある鉱物が見つかっています。 人類が日を使ったというたしかな痕跡は、 79万年ほど前の遺跡で発見されたものです。 狩猟が始まったのは、今から40万年ほど前のことだと考えられます。

20万年前、ネアンデルタール人が登場します。 身長は雄で167センチメートル、雌で160センチメートルほどでしたが、とても頑丈な体つきをしていました。  2万8000年ほど前に、ヨーロッパの西で姿を消しました。

ホモ・サピエンスは今から20万年前、アフリカで生まれたと見られています。 その後一部のホモ・サピエンスはアフリカを出ました。 約12万年前のことだったと考えられています。 その後中東あたりまで進出しますが、ぱったり痕跡が途絶えます。 絶滅してしまったのかもしれません。

次にホモ・サピエンスがアフリカを出たのは、今から7~8万5000年前のことではないかといわれます。 その集団は、幼児も含めて150人ほどでした。 全世界に広がった、現生人類の旅は、ここから始まりました。 このときアフリカを出なかった人類は、後にアフリカ人の祖先となりました。 今から1万数千年前、人類は定住と農耕を始めました。 農耕の始まりは、文明の幕開けともいえる重要な出来事でした。

『人類が生まれるための12の偶然』より 眞 淳平著 松井 孝典監修

2011-11-15


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2 Comments»

  1. こんな名前でおかしいですね(笑)よくわかりました。ありがとうございました。(^O^)

    クワガタ』 さんからのコメント— 2012 年 8 月 12 日 @ 7:57 PM

  2. 自主勉強で、助かりました。

    ふぁだ』 さんからのコメント— 2013 年 10 月 25 日 @ 4:59 PM

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