地球 海の形成と生命の発生
ねこ助の息抜きブログ

地球 海の形成と生命の発生



地球は生命の存在が確認されている唯一の惑星です。なぜ地球では多様な生物種を育むことができたのでしょうか。水の存在から生命の発生について考えます。生命の起源について気になる方、よければ一読下さい。


-Contents-
・なぜ地球には海があるのか
・海の形成過程
・生命の発生過程



地球 生命の発生過程


なぜ地球には海があるのか



地球における生命の発生起源は海であると考えられています。他の惑星は液体状態の水をほぼ有していません。例えば、金星や火星について考えます。金星は太陽との距離が近いため、その温度は約500℃と高温です。この高温下では水は液体として存在できません。

一方、火星は太陽からの距離が遠すぎるため、水が液体として存在するには地表が冷え過ぎています。さらに火星の質量は地球の十分の一ほどしかなく、重力によって大気をとどめることができません。二酸化炭素による温室効果を得られないために、より液体の水を維持しにくい環境となってしまっています。

ここまでをまとめると


  • 惑星に届く熱が適切な量であること
  • 惑星の質量が(大気をとどめる程度に)大きいこと

の二点が液体の水が存在するための条件です。地球はこれら、液体の水が存在できる条件を満たす星だったのです。



海の形成過程



地球は微惑星同士の衝突による合体によって形成されました。最初期は表面がマグマに覆われていました。やがて地球の活動が落ち着き、地表が冷却されていくと、大気中に残った水蒸気は液化し、海ができました。さらに冷却が進み、水が液体として存在できなくなることもありえましたが、実際にはそうはなりませんでした。

これは二酸化炭素の循環による温度調節機能が働いたためです。二酸化炭素の循環とはなんでしょう。簡単にいえば、地球の温度がある一定よりも大きくなったときには二酸化炭素は炭酸塩として減少していき、逆に地球の温度が下がった時にはマントルから二酸化炭素が放出され、その温室効果によって地球の温度を上げるという地球の温度を一定に保とうとする機能のことです。太陽からの距離、そして地球の質量二酸化炭素の循環機能の3つの条件に恵まれたことにより、地球には海が形成されました。


生命の発生過程



海の形成後、生物はどの様にして発生したのでしょうか。1920年ロシアのオパーリンらは化学進化説を提唱しました。化学進化説とは、単純な分子や原子から徐々に複雑な有機物が構成されていき、それらの有機物が集まってやがて生物を形作ったとする考えです。

では生物の源となる有機物はどの様に発生したのでしょう。これは二つの説が挙げられます。一つは地球で合成されたとする説です。研究によって一酸化炭素があれば有機物は地球でも合成されうるということが分かっています。もう一つは宇宙から飛来したとする説です。宇宙で生成された有機物が彗星や隕石として地球に降り注いだ可能性があります。いずれかの経緯で有機物を含んだ海の中で最初の生命が誕生したとされています。

海には海底熱水噴出孔という熱水が噴き出す箇所が存在します。海底熱水噴出孔では圧力により水は沸騰せずに高温を保たれ、化学進化を促す還元的なガスである硫化水素も多く存在していました。現在においても原始的な生き物が熱水噴出孔に多数存在することから、生物は海底の熱水噴出孔にて発生した可能性が非常に高いと考えられています。

地球 生命の発生過程2


ここまでが現在考えられている生命の起源です。また機会があれば、宇宙と生命をテーマに記事を書きます。


まとめ

・太陽からの距離、地球の質量、
  二酸化炭素量に恵まれ地球には海が存在する

・生命の発生メカニズムは化学進化説が有力

・生命は海底の熱水噴出孔で発生した可能性が高い