前編では、地球の誕生、地球の大きさ、太陽までの距離、地球の公転と自転、地球の大気について解説しているよ！
地球の内部構造
地球の内部構造は地殻、マントル、核の3つの層に大きく分けることができます。そして、マントルには上部マントルと下部マントルがあります。核には内核と外核があります。地殻は地表から数キロメートル～数十キロメートルの深さまでの幅があります。すなわち、その深さは大陸地殻では30～70キロメートル、海洋地殻では5～6キロメートルになります。
大陸地殻は主に花崗岩(かこうがん)からできていますが、そこには堆積岩や変成岩も分布しています。そして、下の層は玄武岩(げんぶがん)によって形成されています。海洋地殻は主に玄武岩からできています。地殻の下には上部マントルと下部マントルがあります。この2つの層は400～700キロメートルの深さのところで分かれています。
上部マントルは、主に鉄やマグネシウムを含んだかんらん岩という鉱物で構成されています。ちなみに、かんらん石は緑色でペリドットという宝石になります。上部マントルと下部マントルの間にはその境となる遷移層(せんいそう)という領域があります。下部マントルでは、高い圧力のため、かんらん岩が緻密な結晶構造をもつ鉱物に変化しています。
マントル内は、温度が摂氏1,000～3,000度で、圧力が100～150万気圧になります。そして、このマントルの層全体は、約2,900キロメートルの厚さがあり、地球の体積の約80パーセントを占めています。下部マントルと外核の間にはD”(ディーダブルプライム)層と呼ばれている境界部分があります。
外核は、2,900～5,150キロメートルの層で、主に液体の鉄とニッケルから構成されています。内核は主に固体の鉄とニッケルからできています。すなわち、外核では高温と高圧によって金属が液体化しています。そして、内核ではさらに高い圧力によって金属が固体になっていると考えられています。外核は、温度が摂氏4,000～6,000度で、圧力が150～300万気圧になります。
内核は、温度が摂氏約6,000度以上で、圧力が300～400万気圧になります。このように、岩石でできている地殻やマントルと主に鉄(金属)でできている核によって構成されている惑星を地球型惑星又は岩石惑星と言います。太陽系では地球以外に水星、金星、火星が地球型惑星に該当します。
地球の磁場
地球は大きな磁石(じしゃく)になっています。そのため、方位磁針の針は、N極が北を指し、S極が南を指します。すなわち、北極側にはS極、南極側にはN極があります。そして、この両極を結ぶようにして強い磁場が発生しています。この地球の磁場を「地磁気(ちじき)」と言います。
地磁気は大部分が地球内部の外核で発生しています。すなわち、外核では鉄などの金属が高温と高圧によって液体化しています。鉄は、電気伝導度が高いため、対流運動することによって電流を流します。そのため、外核では地磁気が発生します。そして、地磁気の発生、鉄の対流運動、電流の流れという連続した過程が繰り返されることによって、地磁気は継続して発生しています。
中学生の頃、コイル(細い金属の導線をらせん状に巻いた筒)に磁石を出し入れして、コイルに電流を流すという理科の実験を行ったよね！地磁気の発生もこれと同じ原理なんだ！すなわち、地球の磁場のなかで液体状の鉄(導体)が対流運動すると、電磁誘導(コイルに磁石を出し入れすると、コイルの磁界が変化して電流が流れること)によって電流が流れるんだよ！電流が流れると、新しい磁場が発生するから、磁場は途切れることなく発生するんだ！このような連鎖を「ダイナモ(発電)作用」と呼ぶんだ！
このようにして発生する地磁気は地球の周りに強いバリアをつくっています。このバリアは太陽風や紫外線が地球の環境や生命に与える影響を軽減しています。そして、バリアに守られている範囲を「地球磁気圏」と言います。 太陽系の宇宙では太陽風が吹いているため、この磁気圏は、昼側(太陽側)では押しつぶされて、夜側に大きく引き伸ばされた形になっています。
この磁気圏によって、地上から3万～10万キロメートルの上空まで太陽風の影響を軽減しています。今日では、この太陽風の影響は、GPS、通信、気象などのために利用されている人工衛星の故障を引き起こす原因とも考えられています。ちなみに、オーロラは、太陽風のプラズマ粒子が地球の大気と衝突して引き起こされる発光現象です。
地球の衛星
地球には唯一の衛星として月があります。その月の誕生についてはいくつかの説がありますが、最も有力な説はジャイアント・インパクト(巨大衝突説)です。その概要は次のとおりです。およそ46億年前、地球が形成されて間もない頃、地球の半分くらいの大きさの原始惑星が原始地球に衝突しました。
この衝突によって原始惑星は粉々に破壊され、その惑星の構成物質は溶けたり、蒸発したりして、周辺に飛び散りました。やがて、それらの物質は原始地球の周りに環を形成しました。その環となった物質は地球の周りを回りながら結合して月になりました。そして、この月は地球の環境を維持するうえで重要な役割を果たしてきました。
月についての詳しいことは「【月見団子とススキで十五夜のお月見！】月についてわかりやすく説明！」を読んでね！
月の引力は海の満潮と干潮を引き起こします。この潮の満ち引きは海の生態系を維持するうえで重要な役割を果たしています。そして、生命の誕生や進化にも影響を与えたものと考えられています。また、地球の地軸は、公転面に対して垂直ではなく、約23.4度傾いています。月の引力はこの傾きを保つうえで重要な役割を果たしています。地軸の傾きが少し変わるだけで地球の気候は大きく変わるものと考えられています。
地球の運命
太陽は今からおよそ50億年で寿命を迎えると考えられています。すなわち、太陽は、その中心で核融合に必要な水素を使い果たすと、赤色巨星(せきしょくきょせい)となって膨張していきます。そして、太陽は地球を含む近くの惑星を徐々に飲み込んでしまいます。そのため、地球は消滅します。地球を飲み込むほど膨張した太陽は、次第に収縮して、白色矮星(はくしょくわいせい)という星になり、一生を終えます。
太陽の寿命などの詳しいことは「【太陽】は生命の源！太陽の構造や寿命などをわかりやすく解説！」を読んでね！
一方、太陽は、膨張するときに質量が減るため、引力は弱くなります。そのため、地球の公転軌道は広がって太陽から離れていくため、地球は太陽に飲み込まれないかもしれないという考え方もあります。しかし、その場合でも、地球は高温によって生物が生存できない星になるでしょう。また、地球上の生物については、50億年よりももっと早い時期に高温によって死滅するという意見もあります。
現生人類のホモ・サピエンスは40万年～25万年前に出現しました。地球の歴史から考えれば、わずか数十万年の間に人類は飛躍的に進歩しました。人類は、これまで月への有人飛行を成功させ、太陽系の惑星に向けて探査機を送ってきました。仮に人類が1億年先の未来においても生存しているならば、その時、人類は、想像を超える進化を遂げ、想像を超える科学技術を手に入れているでしょう。
たとえば、人類は、光の速さで移動できる宇宙船で、銀河系内の星々に旅行したり、移住したりしているかもしれません。そして、別の銀河系に有人探査機を送っているかもしれません。また、宇宙空間に巨大な生活圏を建設して居住しているかもしれません。
このようにして、宇宙に進出した人類は、宇宙の過酷な環境や長期間の移動に耐えるため、ひ弱な肉体を捨て超合金の体を手に入れたかもしれません。その結果、人類はもはや地球を必要としなくなっているかもしれません。そして、人類はニュータイプ(新しい人類)へと進化しているかもしれません。
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