サスペンスドラマ

慶應通信の地学レポートの書き方。大気の歴史は酸素の増加と二酸化炭素の減少を抑える。

大気の歴史

最初の大気は、水素とヘリウムが中心でした。そこからさまざまな変遷を経て、二酸化炭素と水蒸気が大気の中心になりました。しかし、現在の大気は、窒素80%、酸素20%であり、二酸化炭素はわずかしかありません。
つまり、大気の歴史で一番のポイントは、二酸化炭素の誕生と減少、酸素の誕生と増加になります。
この点を中心に、年代ごとに大きな出来事をまとめました。

 

46億年前

 

地球はビッグバーンにより、太陽から生まれました。原始大気は水素とヘリウムなど軽い空気が中心であり、水蒸気の温室効果により高温高圧でした。その後、数年万年間の太陽風にさらされ、軽い水素とヘリウムは、宇宙に飛ばされ地球からほとんど消えます。その結果、温室効果がなくなり、地球全体が冷え込み、地殻(現在の海底)ができました。

 

地殻ができたことで火山活動が起き、二酸化炭素とアンモニアが噴き出され、第二の原始大気ができます。大量の二酸化炭素による温室効果で、地球の表面温度は300度以上にまで達し、マグマオーシャンと呼ばれます。
ちなみに、地球と同じビッグバーンで誕生したと考えられる金星と火星は、ここまで地球と同じ過程を歩みます。

 

43億年前

 

火山噴火によって上空に上がった水蒸気が冷やされ、雨として降り注ぎ、海ができます。海は地球上の二酸化炭素の半分を吸収し、大気から二酸化炭素が大減少します。これが一回目の二酸化炭素の大現象です。

 

32億年前

 

海中に太陽の光エネルギーで生きるシアノバクテリアが誕生します。シアノバクテリアの光合成により、海中にですが、初めて酸素が生成されました。この時点での酸素は、海中の鉄の酸化に使われ、大気中に出ることはありませんでした。

 

27億年前

 

シアノバクテリアの大量発生により、二酸化炭素が大減少し、(二回目の二酸化炭素の大現象)と酸素が増加します。酸素は引き続き、海中の鉄の酸化に使われました。こうして縞状鉄鋼層が生成されます。

 

20億年前

 

海中の鉄はすべて酸化され、余剰酸素は地上に出ます。この酸素はオゾン層を形成し、地上への有害な紫外線がカットされます。

 

4億年前

 

紫外線がカットされたことで、地上に植物が誕生します。植物の光合成により、大気中の酸素量が増加します。

 

 

 

このような変遷の結果、現在の大気組成になったのです。
二酸化炭素は、海洋の吸収とシアノバクテリアの増加という二度の激減期を経てわずかになりました。一方、酸素は、シアノバクテリアにより生まれ、植物の増加で20パーセントにまで増えました。

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