水の不思議2

奇跡の星･地球

ところで、地球の両隣にある火星や金星に海はない。２つの星では
地球のように微惑星からの揮発成分噴出という出来事はは起きなか
ったのだろうか。だから海を持たないのだろうか。いやそうではな
い。惑星の生成過程に大きな違いがあるはずもない。結論からいっ
てしまえば、現在の姿は、この２つの惑星と地球とが持つさまざま
な条件の差に由来するのだ。その条件を見てみよう。

太陽/地球間の平均距離を１とした時、太陽/金星間はおよそ0.719､
太陽/火星間はおよそ1.861。この距離のために平均大気温度が極端
に違う。金星では500℃、地球が15℃、火星では-60℃。平均大気温
度だけ見ても金星や火星に液体としての水は存在しないことが十分
に理解できよう。熱すぎるし寒すぎるのだ。

ところでこの平均大気温度だが、これは必ずしも太陽との距離だけ
で決まるものではない。惑星の質量に伴う大気成分構成なども大き
な影響力をもつ。ことに地球の平均大気温度15℃については実に微
妙な意味があるので、それは後述する。

金星では太陽に近すぎるため 500℃の温度下でできた水蒸気は、紫
外線により水素ガスと酸素ガスに分解されてしまった。しかも金星
の質量は地球比0.815と小さいため､水素ガスを大気中に留めおくこ
とができず惑星空間に飛散させてしまう結果となった。また酸素ガ
スは高温高圧下で岩石に溶け込んでしまっている。したがって金星
には水が作られる条件がはほとんど存在しないのである。

これに対して火星はどうであろうか。火星では、その質量が地球比
0.107ときわめて小さいため水蒸気分子自体を引き留めておく力が
なかった。火星大気で生まれたはずの水蒸気は、その当初からすべ
て惑星空間に投げ出されてしまったのである。

これに対し地球では、その質量つまり大きさといってもいいが、こ
れが地表を水で潤す結果をもたらした。どういうことか。地球の質
量は分子量18という軽い水蒸気の分子を引き留めておく力を持って
いたのだ。地球の質量がもう少し小さかったら、地表の水はわずか
4000年で太陽熱による蒸発で消え去ってしまうと考えられている。

質量がもう少し大きかった場合はどうか。原始地球では核子崩壊の
起きやすい環境があり、宇宙線放射を受けて水素が発生しやすかっ
た。またヘリウムも同様である。こうして大量に発生した水素ガス
やヘリウムガスは、大きな質量を持つ地球から逃れられずに大気は
水素ガスやヘリウムガスが充満したはずである。とすれば地球型の
生命が発生することはかなわなかったろう。

地球の質量は、水素ガスやヘリウムガスをほとんど逃がしながらも
水蒸気の分子を逃さない絶妙な質量であったということになる。こ
のことは地表における水の存在に不可欠の要素であると同時に、水
をいのちの母として生まれた地球型生物にとっては、欠かすことの
できない条件でもあったのである。

先に触れた地球の平均大気温度もまた、地球型生物にとって欠かせ
ない条件である。この温度を生み出したのは、１気圧下の大気中に
0.03パーセントの比率で存在する二酸化炭素である。この二酸化炭
素は水蒸気とともに大気に対して温室効果をもたらしている。だが
原始大気では30気圧下97パーセントの二酸化炭素が存在していたと
いう。その二酸化炭素はどこへいったか。

水素のように惑星空間に飛散したわけではない。これを現在の姿に
したのが海中に発生した藻類をはじめとする生物であった。炭酸同
化作用により二酸化炭素からエネルギーを取り出し有機物の身体を
形成すると同時に、炭酸石灰というかたちの殻を作り出すことによ
ってこれを固定してしまったのである。

その巨大な屍の堆積が石灰層であることはよく知られている。もし
大気中に１気圧0.03パーセントの二酸化炭素がなく水蒸気がなかっ
たら、地球の平均大気温度は－18℃になると試算されている。現在
は、このパーセンテージバランスが増加傾向にあるが、その結果が
行き着く先の未来については、ある程度の予測はできても、ほとん
ど分かっていない状況だという。

近年、地球科学の幅広い啓蒙により、水をはじめとする地球環境が
46億年の歳月をかけて奇跡のようにできあがってきたものだという
事実はよく知られるようになってきた。が、このように改めてその
事実に触れてみると、地球そのものがまさに生き物であることが重
く実感されてこないだろうか。

[3]へ続く