地球とは？惑星としての地球とその特徴を理系ライターが丁寧にわかりやすく解説

ライター／トオル

物理学科出身のライター。広く科学一般に興味を持つ。初学者でも理解できる記事を目指している。

地球について

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地球は太陽の誕生とほぼ同時、およそ46億年前に形成されました。それから46億年、現在では世界全体で約80億の人口と数百万種以上の生命を擁する惑星です。水素やヘリウムを主成分とする宇宙の中では、微少成分の集合体といえる岩石型惑星として、太陽系唯一の恒星である太陽のまわりを回っています。我々の唯一の衛星である月も、地球の大きさに対する割合が非常に大きい珍しい衛星です。地球は太陽系の天体の中でも、地表面の多様性ということについては突出している惑星だと思われます。もちろんそれは生命が存在することの影響が大きいでしょう。今回はこの太陽系の中では唯一無二の、多様性にあふれた地球という惑星について簡単に紹介してみましょう。

地球の基本データ

wikipedia user Brian0918 - http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/terr_sizes.jpg Uploaded to commons from the english wikipedia; description page was here 19:27, 20 March 2006 Brian0918 1500x653 (499,869 bytes) Also previously uploaded as Image:Terr sizes.jpg 17:34, 24 June 2005 RHorning 1,500×653 488 KB Comparison of sizes of the terrestrial planets., パブリック・ドメイン, リンクによる

地球は太陽系第3惑星で、太陽から約1億5000万キロメートルのところを約365日で公転しています。太陽と地球の距離は1天文単位と言って天文学ではよく使われる単位です。自転周期は約24時間で、自転軸が約23度傾いているため季節が存在します。直径は約1万2800キロメートルと金星とほぼ同じ大きさで、地球型惑星の中で最大です。地球はほぼ球形ですが、他の惑星と同じように完全な球ではなく正確には楕円体になります。質量は約6.0×10の24乗キログラムで、平均密度は1立方センチメートルあたり約5.5グラムと、太陽系の中で最も密度の高い惑星です。地球型惑星の中では唯一大きな衛星である月をもっているのも目立った特徴になります。上記の画像は左から水星、金星、地球、火星です。

「水星」と「金星」について理系ライターが丁寧にわかりやすく解説

「火星」について理系ライターが丁寧にわかりやすく解説

地球の構造について

Original Mats Halldin Vectorization: Chabacano - , CC 表示-継承 3.0, リンクによる

地球は岩石型惑星に分類されていることからわかるように、主に岩石から構成されています。まずは内部構造を見てみましょう。中心から約1000キロメートルは内核と呼ばれる鉄やニッケルなどからなる固体であり、その外側約2000キロメートルは外核と呼ばれる鉄とニッケルを主成分とする流体であるようです。内核と外核を合わせて核(コア)もしくは中心核と呼びます。核の外側約3000キロメートルが岩石からなるマントルです。主にかんらん岩からなる上部マントルと、かんらん岩が相転移したものからなる下部マントルに分かれています。その外側の30キロメートル程度が主に多様な岩石からなる地殻です。上記の図の最後の6は地表になります。

地面の下はどうなってる？地球の「内部構造」を理系ライターが丁寧にわかりやすく解説

地球の大気について

ISS Expedition 23 crew - NASA Earth Observatory, パブリック・ドメイン, リンクによる

地球は地表面で約1気圧となる大気をもっています。成分は窒素が78パーセント、酸素が21パーセントと地球独特の大気で、活発に活動しているのも特徴です。地上から約10キロメートルは対流圏と呼ばれ様々な気象現象がおこります。我々が日常的に体感している気象現象のほとんどは対流圏での現象です。対流圏の外側、約50キロメートルまでが成層圏になり、高度が高くなるほど温度も高くなるのが特徴になります。この温度上昇はオゾン層が原因です。成層圏の外側、約80キロメートルまでが中間圏になります。高度が高くなるほど温度が低くなるのが特徴です。中間圏の外側、地上から約80キロメートル以上は熱圏と呼ばれ、ここまでくると大気は非常に薄くなり宇宙空間まで連続しています。オーロラは熱圏での現象です。上記は国際宇宙ステーションからの画像になります。

水とプレートテクトニクスについて

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地球の特徴といえば水をイメージする人も多いと思います。事実、地表面で水が液体の状態で、多量に存在しているのは太陽系の中で地球だけです。さらに、氷と水蒸気も地表面に存在していて、常に水が循環しているのが大きな特徴になります。水が循環しているために、地表面の物質が混ぜ合わされることによって存在しているのが現在のような地表面の多様性です。この地球の多様性にはプレートテクトニクスも一役買っています。プレートテクトニクスとは簡単にいえば地表面が動いてるということです。このことによって地表面で多様な地質学的現象が引き起こされ、これも地表面の多様さに影響を与えています。プレートテクトニクスの原因はマントルの対流です。

生命について

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やはり地球最大の特徴と言えば生命が存在することだと言う人が多いでしょう。この極めて複雑な化学反応の集合体は、いまのところ太陽系では地球にしか見つかっていません。すでに約40億年前には生命が存在していたようで、それ以降ずっと途切れることなく地球には生命が存在し続けています。生命もそれが存在してからずっと地球環境と相互作用を続けていて、地球の大気にのみ存在する大量の酸素は生物が作り出したものの一つです。この効率的な酸素をエネルギー源として利用できるようになったために、生命は大型化が可能になったと考えられています。このように生命も地球環境の要素であり、地表面の多様性に欠かせない要素です。

月について

Gregory H. Revera - 投稿者自身による作品, CC 表示-継承 3.0, リンクによる

月にも触れておきましょう。月は地球唯一の衛星で直径が約3500キロメートルと、地球の4分の1近くの大きさです。地球から約38万キロメートルのところを約27日で公転し、同じ周期で自転しているので、地球には常に同じ面を向けています。大気はほとんどありません。その潮汐力によって地球に少なからぬ影響を与えています。地球に対して非常に大きいことが特徴であり、この大きすぎる月の起源については、原始地球に火星サイズの原始惑星が衝突し、その破片が集まってできたとするジャイアント・インパクト説が有力です。近年では月の南極付近の永久影に氷が存在することや、地下の溶岩洞窟に通じていると見られる縦穴が発見されるなど、多くの新事実が明らかになってきています。

多様性にあふれた地球

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我々は宇宙から地球を見ることができる時代に生きています。そして宇宙からの地球の姿は想像を絶するほど美しいということを、多くの人が知っていることでしょう。この広い宇宙には美しいものがたくさん存在します。しかし、一つの天体にこれほど多様な美が集まってる天体はそうそうないのではないでしょうか。少なくとも人類が簡単に行ける場所にはなさそうです。願わくば、地球の圧倒的美しさがいつまでも続いてほしいと思います。