地球の歴史は、先カンブリア時代、古生代、中生代、新生代という4つの地質時代に大別されます。これらの時代は主に生物の進化と絶滅を基準にして分けられています。そこで、地球の歴史について4部に分けて解説します。第1部では、地球誕生から大型化した多細胞生物が出現した先カンブリア時代について解説します。第2部では、無脊椎動物の出現から哺乳類型爬虫類の出現までの古生代について解説します。第3部では、恐竜が繁栄して絶滅した中生代について解説します。第4部では、人類の祖先が出現して進化していった新生代について解説します。
先カンブリア時代
先カンブリア時代は約46億～5億4100万年前のことです。この時代は冥王代(めいおうだい)、太古代、原生代という3つに分けられます。冥王代とは約46億年前の地球誕生から約40億年前までのことです。太古代とは約40億～25億年前までのことです。太古代は、地球が太陽系の他の惑星とは異なる存在になるターニングポイントとなる極めて重要な時代です。
すなわち、地殻が形成されて海と大陸ができました。そして、初めて生物が誕生しました。さらに、大気中の酸素量が増えていきました。原生代とは約25億～5億4200万年前のことです。原生代には、大陸の形成が進み、大気中の酸素濃度が上昇して、酸素が大気の主成分となりました。また、生物は単細胞生物から多細胞生物へと進化して多くの多細胞生物が出現しました。
冥王代
約46億年前に原始地球が誕生しました。その地表は高温のマグマで覆われていました。そして、たくさんの小惑星が隕石となってこの原始地球に落下しました。高温のマグマの中で隕石が溶ける際には、含まれていた水分が蒸発して水蒸気となって上昇しました。上昇した水蒸気は他の成分と混ざって地球の大気を形成していきました。
約44億～40億年前、地表のマグマは冷えて岩石の表面が形成されていきました。それとともに、大気の水蒸気は雨となって長期に渡り大量に降り注ぎました。降り注いだ雨水は、地表を冷やすとともに、地表を流れ下って集まっていきました。そして、海のよう水域が形成されました。しかし、その後も、数キロメートル以上の隕石が地表に何度も衝突しました。その際には、その衝撃で地表の水が蒸発したため、海として安定的に存在することはありませんでした。
海の水に塩分が含まれている理由を簡単に解説するね！
約40億年前、地球上では火山活動が活発だったんだ！そして、塩化物イオンや硫酸イオンが含まれている火山ガスが大気中に拡散したんだ！それらのイオンは、大量の雨と一緒に地上に降り注ぎ、低いところに流れ込んで、海となるところに混入していったんだよ！だから、海水は初め超酸性だったんだ！一方、火山から流れ出たマグマは、冷えて固まると火成岩なるよね！火成岩にはナトリウム、マグネシウム、カルシウムなどの金属元素が含まれているため、超酸性の海水は、これらの金属元素を溶かしていったんだ！その結果、超酸性の海水は中和されて、塩分が含まれている海水になったと考えられているんだよ！
太古代
時が経ち、小惑星の動きも安定して地球への隕石の落下も減りました。そのため、約38億年前には安定的な海ができるようになりました。約35億年前、海の中で初めての生命が誕生しました。それは海底で熱水を噴き出しているような場所で誕生したと考えられています。すなわち、地球上の生物の共通祖先が誕生しました。そして、海底に誕生した生物は、細菌(バクテリア)と古細菌(アーキア)という原核生物に分かれました。
地球の生物は、細菌(バクテリア)と古細菌(アーキア)、真核生物の3つに大別されているよ！細菌と古細菌は細胞内に核がない単細胞生物で、原核生物と呼ばれているんだ！だから、DNAが細胞内で浮いているような状態になっているんだよ！一方、真核生物は、細胞内に核があって、DNAが核の中に納まっているんだ！すなわち、乳酸菌や大腸菌などが細菌で、好熱菌や好塩菌などが古細菌だよ！そして、動物や植物などが真核生物だよ！
それらの原核生物は、海底火山の熱と化学物質によって生存していました。約35億～33億年前、海底ではこれらの原核生物が大量に増えたため、飽和状態になりました。その結果、海底での生息場所を失った原核生物は、海面付近に移動してきて、太陽エネルギーと水と二酸化炭素を利用するように進化していきました。そして、酸素を発生する光合成を始めました。この原核生物は、シアノバクテリア(藍藻)の祖先と考えられています。
その後、この原核生物は、シアノバクテリアとして増え続けて、光合成によって大気の酸素濃度を上げる役割を果たしました。約30億～27億年前、シアノバクテリアが繁栄していた海では、光合成によって出された酸素が、海水中に溶け込んでいた大量の鉄分と結びつきました。そして、水酸化鉄となって海底に沈殿しました。その結果、約26億〜19億年前には縞状鉄鉱層が形成されました。この層はオーストラリア、ブラジル、中国などに分布しています。そのため、現在、これらの国々では鉄鉱石が大量に産出されています。
原生代
約25億年前、私たちの祖先につながる真核生物が誕生しました。すなわち、古細菌が、ミトコンドリアの祖先にあたるバクテリアを体内に取り込んで、真核生物になったと考えられています。真核生物は、当時、生物にとって有害であった酸素を利用するように進化しました。約24億～22億年前には、シアノバクテリアが大量に発生したため、大気の酸素量も大幅に増えました。これにより、大気中の温室効果ガスの役割を果たしていた二酸化炭素が減りました。
そのため、同時期には、ヒューロニアンと呼ばれる最古の氷河期(1回目)がありました。ちなみに、地球の歴史には5回の氷河期があります。そして、氷河期の氷期(氷河期の中で特に寒冷な時期)には地球全体が凍り付いたため、これを全球凍結(スノーボールアース)と呼んでいます。この氷期では大多数の生物が死滅しました。また、約20億年前、直径20～25キロメートルの小惑星が、秒速15～20キロメートルの速さで、現在の南アフリカ共和国ヨハネスブルグの南西120キロメートルのところに落下しました。
この小惑星(隕石)が衝突したときに形成されたクレーター(隕石の衝突などで形成される円形のくぼんだ地形)は、直径250～280キロメートルあったと考えられているだ！その衝突跡は、南アフリカ共和国の世界遺産として「フレデフォート・ドーム」と呼ばれているよ！その直径は約50キロメートルあるんだ！
約19億年前、いくつかの大陸が1つとなった超大陸が形成されました。それは、ヌーナ大陸と呼ばれ、最古の超大陸と考えられています。約10億年前(新説では約15億年前)には、真核生物から多細胞生物が出現しました。約7億年前には、スターティアンと呼ばれる氷期がありました。この氷期は、地球全体が凍り付いたため、全球凍結でした。その原因は次のような現象によるものと考えられています。中央海嶺(大洋のほぼ中央に連なる海底山脈)の火山活動が低下したため、二酸化炭素の放出も大幅に減りました。
一方、大陸では、火山活動によって噴出したマグマが冷えて、大量の玄武岩(火成岩の一種)が形成されました。その玄武岩は、風化作用が起こした化学反応によって大気中の二酸化炭素を大量に吸収しました。その結果、二酸化炭素の温室効果が大きく低下したため、気温も急激に低下しました。さらに、約6億年前には、マリノアンと呼ばれる氷期がありました。この氷期でも全球凍結の状態になりました。そのため、多くの生物が死滅しました。この2つの全球凍結の氷期を含む氷河期(2回目)をクライオジェニアンと呼びます。
生き残った多細胞生物は氷期の終わりとともに繁栄していきました。このように、約10億年～6億年前までの間、この2回の氷期を経て、生物はその形態などを変化させて進化していきました。すなわち、氷期が終わり、地球が温暖化していくと、生き残った多細胞生物は大型化していきました。先カンブリア時代末の約5億6000万年前には、エディアカラ生物群と呼ばれる大型化した多細胞生物が出現しました。その代表的な一種は、ディッキンソニアという数センチメートルから1メートルほどの平らで楕円形をした生物でした。現在の生物とのつながりはないそうです。
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