地球、水と生命がともにつくった青い惑星
宇宙から見た地球が青く見える最大の理由は、表面の約71％を覆う海だ。水は太陽光のうち赤に近い光をより多く吸収し、残った青に近い光が私たちの目に届く。しかし、地球を特別にしているのは色だけではない。液体の水の循環、大気による熱の調節、絶えず動く地殻、そして生命と環境の相互作用が重なり合って、現在の地球を形づくってきた。
海はいつも同じ青色に見えるわけではない。水中の堆積物や微小な生物、浮遊粒子が光を吸収・散乱する仕方によって、緑色や褐色、ときには赤みを帯びて見えることもある。地球の水は海だけにとどまらない。凍結、融解、蒸発、凝結を繰り返しながら、海と大気、地表、地下を絶えず循環している。
- 約71％ 海に覆われている地球表面の割合
- 約97％ 地球全体の水のうち海にある水の割合
- 約78％と21％ 地表付近の大気に占める窒素と酸素の割合
- 氷・水・水蒸気 同じ水が姿を変えながら海、空、陸を行き来する
地表の水はどうして液体のままでいられるのだろう？
水が地表に長く液体として存在するには、暑すぎず寒すぎない環境が必要だ。地球の温度は太陽からの距離だけで決まるわけではない。太陽から受け取るエネルギーと、大気を通って宇宙へ出ていく熱の両方が関わっている。
太陽光は地表を温め、温まった地表はエネルギーを熱として放出する。そのとき、水蒸気や二酸化炭素などの温室効果ガスが熱の一部を吸収し、すぐに宇宙へ逃げるのを防ぐ。これが自然の温室効果だ。この働きによって、地球は液体の水が存在できる暖かさを保っている。
温室効果そのものが悪いわけではない。自然の温室効果は地球を暖かく保つ基本的な仕組みだ。問題は、人間が石炭、石油、ガスなどの化石燃料を燃やして二酸化炭素を増やし、大気が以前より多くの熱をため込むようにしていることにある。
地球の水はどのように循環しているのだろう？
太陽のエネルギーが海や湖、地面の水を温めると、その一部は水蒸気になって空気中へ上がる。上空で空気が冷えると、水蒸気は小さな水滴や氷の粒になり、雨や雪として地表へ戻る。落ちた水は川を流れ、地下へしみ込み、氷として蓄えられることもある。水が場所と状態を変えながら動き続ける過程を水の循環という。
- 蒸発 太陽が海・湖・地面の水を温めると、一部が水蒸気になる。
- 凝結 上昇した水蒸気が冷たい空気の中で小さな水滴や氷の粒になり、雲をつくる。
- 降水 水滴や氷の粒が大きく重くなると、雨や雪として降る。
- 流れと貯留 水は川や地下を通って海へ戻るか、湖、氷、地下水に蓄えられる。
同じ水が海、雲、川、氷の間を行き来し、地球の天気と生命をつないでいる。
動かないように見える大地は、どう動くのだろう？
地球の硬い外側は一枚につながった殻ではなく、いくつもの巨大な部分に分かれている。この部分をプレートという。プレートごとに動く向きと速さは異なるが、おおむね爪が伸びるほどのゆっくりした速さで動く。そのため、日常生活の中で動きを感じることは難しい。
とても長い時間の中で、プレート同士が押し合い衝突すると山脈ができ、海底で離れる場所には新しい地表が生まれる。摩擦で止まっていたプレートの境界が突然ずれると、地震が起こることがある。現在の大陸と海の形も、こうした変化が長く続いた結果だ。
生命はどのように地球の空気を変えたのだろう？
植物や藻類、一部の細菌は、太陽光を使って水と二酸化炭素から自分たちの養分をつくり、酸素を放出する。この働きを光合成という。地球の大気は、初めから現在のように酸素が豊富だったわけではない。海の光合成生物がつくった酸素が長い時間をかけて蓄積し、約24億年前から大気中の酸素が大きく増え始めた。
生命は環境の影響を受けるだけではない。生物は水、空気、土の性質を変え、変わった環境は再び生物の暮らしに影響を与える。地球環境と生命は別々に完成したのではなく、互いに影響しながらともに変化してきた。
宇宙から見た地球は何を教えてくれるのだろう？
青い部分は液体の水が集まった海で、白い雲はその水が大気中を移動している印だ。止まって見える大陸も、実際にはゆっくり動いている。植物や藻類、小さな微生物は空気や水の成分を変える。地球の一枚の写真には、動く水と大地、そして生きている生命の痕跡が一緒に写っている。
地球の環境は、一つの条件だけで生まれたものではない。太陽から受け取るエネルギー、熱を調節する大気、海と空と陸を行き来して循環する水、ゆっくり動くプレート、周囲の環境を変える生命が互いにつながっている。これまでのところ、地球外で生命の証拠は確認されていない。これは他の世界に生命がいないという結論ではなく、まだ見つけていないという意味だ。