地球とは (チキュウとは) [単語記事]

地球（The Earth）とは太陽系の第3惑星である。

太陽系 : 太陽 - 水星 - 金星 - 地球（月） - 火星 - 木星 - 土星 - 天王星 - 海王星
 準惑星（ケレス - 冥王星 - ハウメア - マケマケ - エリス）

概要

Earth
分類	内惑星，地球型惑星
太陽からの平均距離	1AU
直径	12,756Km
質量	5.97×10²⁴kg
自転周期	約24時間
公転周期	約365日
衛星	月
大気の主な成分	窒素，酸素，アルゴン二酸化炭素，水蒸気
年齢	46億年

太陽系の内側から3番目の惑星。岩石や金属によって構成される「地球型惑星」に分類される。その形は赤道方向にやや膨らんだ楕円形をしている。地表の70%は液体の水（海）によって覆われており、上空 100kmまでは窒素、酸素を主体とする大気が存在する。2020年現在、生命の存在が確認されている唯一の星である。

地球の構造

地球の構造はおおざっぱには上から順番に大気圏、水圏、岩石圏、マントル、核というような順番の層で分けられる。つまり、もし輪切りにすると玉ねぎみたいにいくつかの層になっている。

この構造を見るときには大雑把には「その層がどんな物質でできているか」に注目する場合と、「その層がどんな物理的性質を持っているか」に注目するというふたつの場合があって、研究分野ごとに微妙に違った分類がされている。

地面より下

　「その層がどんな物質でできているか」に注目している呼び名

地殻: 地球の表面から海では深さ６km、陸地では30kmくらいの領域。地表と似たような物質でできている。
マントル: 地殻の下～深さ2900kmくらいの層。地表では見られない岩石でできている。
核: マントルより下の鉄が主成分の層、液体の外核と固体の内核に分かれる。地磁気は外核の対流が原因である。

　「その層がどんな物理的性質を持っているか」に注目している呼び名

リソスフェア（プレート）: 地殻＋マントル上層。マントル中層の上を移動する固い板。衝突点で地殻変動や地震を起こす。

アセノスフェア: マントルの中層。マントルが部分的に溶けていて流動性を示す。この上にプレートは浮かんでいる。

地面より上

　「その層がどんな物理的性質を持っているか」に注目している呼び名

対流圏: 高さ10kmくらいより下の大気圏。雨や雲などの自然現象はだいたいここで起こっている。ジェット機が飛んでいるのもこのくらいの高さ。
成層圏: 高さ10km前後～50kmの領域、対流圏に比べると穏やかな層。英語ではストラトスフィアという。
中間圏: 高さ50km～80kmの領域、一番温度が低い層。流れ星が光ってるのはだいたいこのあたり。
熱圏: 80kmより上の領域、対流圏に比べると穏やかな層。オーロラが光ったりスペースシャトルが飛んだりする高さ。

　「その層がどんな物質でできているか」に注目している呼び名

オゾン層: 高さ20kmくらいのオゾンが多い層。有害な紫外線を吸収してくれる。
電離層: 大気が一部電離してプラズマ状態になっている層。特定の周波数の電波を反射するという性質を持つので通信などに利用される。時間帯によって高さ・厚みが異なる。

地球と宇宙の境界

どこからが地球でどこからが宇宙かという明確な境界はなく、上空に行くにつれて空気が薄くなっていき、ほとんど何の分子・原子もない”真空状態”へとゆるやかに変わっていく。（ただし、宇宙空間の真空状態とは本当に”何もない”わけではなく、１立方センチメートルに数個の分子や原子が存在している。）

ただ、境界を決めておかないといろいろと不都合があるので、国際的な取り決めで上空 100kmから上が宇宙空間と決まっている。

地球の重力が大きな影響を持つ重力圏（高度約25万kmくらい）や地磁気の影響がある磁気圏（高度約６万kmから数百万kmくらい、太陽との位置関係で異なる）などの領域まで含めて地球が支配する領域と考えることもある。

地球を構成している元素

だいたい地面に近いところに注目したら、元素存在比（質量パーセント）は下の図のようになっている。

元素クラーク数岩石圏水圏気圏

₁H 0.87 － 10.7 1×10^-4

₂He ～10^-6 －－ 5×10^-4

₆C 0.08 0.020 0.0027 0.031

₇N 0.03 0.002 0.00005 78.08

₈O 49.5 46.4 86.0 20.95

₉F 0.03 0.063 0.00013 －

₁₁Na 2.63 2.36 1.02 －

₁₂Mg 1.93 2.33 0.13 －

₁₃Al 7.56 8.23 0.000001 －

₁₄Si 25.8 28.15 0.00029 －

₁₅P 0.08 0.11 0.000007 －

₁₆S 0.06 0.026 0.086 ＜10^-4

₁₇Cl 0.19 0.013 1.85 －

₁₈Ar ～10^-4 －－ 0.93

₁₉K 2.40 2.09 0.037 －

₂₀Ca 3.39 4.15 0.038 －

₂₆Fe 4.7 5.63 0.000001 －

元素	クラーク数	岩石圏	水圏	気圏
₁H	0.87	－	10.7	1×10^-4
₂He	～10^-6	－	－	5×10^-4
₆C	0.08	0.020	0.0027	0.031
₇N	0.03	0.002	0.00005	78.08
₈O	49.5	46.4	86.0	20.95
₉F	0.03	0.063	0.00013	－
₁₁Na	2.63	2.36	1.02	－
₁₂Mg	1.93	2.33	0.13	－
₁₃Al	7.56	8.23	0.000001	－
₁₄Si	25.8	28.15	0.00029	－
₁₅P	0.08	0.11	0.000007	－
₁₆S	0.06	0.026	0.086	＜10^-4
₁₇Cl	0.19	0.013	1.85	－
₁₈Ar	～10^-4	－	－	0.93
₁₉K	2.40	2.09	0.037	－
₂₀Ca	3.39	4.15	0.038	－
₂₆Fe	4.7	5.63	0.000001	－

出典：元素111の新知識第2版 (ブルーバックス)

クラーク数は、地表付近の元素の存在比率を地球の構造を仮定した上で推定したもので、おおよその目安にはなるが厳密な観測値ではない。ちなみに「お(O)っし(Si)ゃら(Al)れて(Fe)貸(Ca)そう(Na:英語でソーダという)か(K)マ(Mg)」という強引な語呂合わせがある。
岩石圏（ただし地殻＋マントル上部）では岩石の主成分がSiO₂なのでO、Siが多く、次に粘土などに含まれるAl、鉱物に入り込みやすくて安定なFeと続いていく。
水圏（海）では水（H₂O）の主成分になるOとHが多く、それに塩分の主成分になるCl、Naが続いていく。
気圏（地表付近の大気）の成分はN₂、O₂、Ar、CO₂・・・という順になっていて、それに対応した順番になっている。

地球の歴史

先カンブリア時代（46億～5.41億年前）

冥王代	46億年前：地球の誕生初期の地球にはマグマの海（マグマオーシャン）が広がり、隕石が降り注いでいた。その後地球は徐々に冷え、水蒸気が大量の雨として降った結果、マグマは固まり、原始海洋が誕生する。
太古代（始生代）	40億年前：原始生命の誕生発見されている最古の化石は35億年前のもの。27億年前には光合成を行うシアノバクテリアが誕生し、酸素の供給が始まる。
原生代	25億年前～：この頃には酸化物が沈殿するほどの多量の酸素が供給される。 8億～6億年前：スノーボールアース（全球凍結）大型多細胞生物の化石が見られるようになる。エディアカラ動物群が有名だが、原生代末に大量絶滅している。超大陸の分裂によりゴンドワナ大陸が誕生したのもこの頃である。

古生代（5.4億～2.45億年前）

カンブリア紀	5.41億年前～：カンブリア大爆発急激に生物が多様化し、現在見られる動物の祖先ががほぼ全て出揃う。三葉虫などの節足動物が繁栄し、また無脊椎動物のほとんどの系統が出現する。アノマロカリス、ハルキゲニア、ピカイアなどに代表されるバージェス動物群が有名である。
オルドビス紀	4.854億年前～オウムガイの全盛期であり、引き続き三葉虫が繁栄する。甲冑魚のような魚類も登場。
シルル紀	4.434億年前～最古の陸上植物が出現する。
デボン紀	4.192億年前～シダ類を主とする森林が誕生した。魚類は更なる進化を遂げ、両生類・昆虫・サメなどが出現した。しかし、デボン紀末の大量絶滅では、海洋生物を中心に全生物の82%が絶滅した。
石炭紀	3.589億年前～巨大なシダ類が大森林を形成しており、後に大量の石炭を産出する元となった（石炭紀の由来）。昆虫類・両生類が繁栄し、爬虫類が出現する。生きた化石「ゴキブリ」もこの頃出現したらしい。末期には数百万年に及ぶ氷河期が訪れ多くの生物が死滅した。
ペルム紀（二畳紀）	2.989億年前～ゴンドワナ大陸とローラシア大陸が衝突し超大陸パンゲアが出現する。陸上には多様な生態系が築かれており、哺乳類の祖先である、単弓類（かつて哺乳類型爬虫類と呼ばれたもの）も繁栄していた。しかしペルム紀末の史上最大規模の大量絶滅にて、全ての生物種の90-95%が絶滅したと言われている（P-T境界）。

中生代（2.522億～6600万年前）

三畳紀（トリアス紀）	2.522億年前～恐竜と哺乳類が出現し、アンモナイトが繁栄した時代。ペルム紀に30%程度あった酸素濃度が三畳紀には10%程度まで減少し、低酸素状態が続いた（現在は約21%）。
ジュラ紀	2.01億年前～：恐竜の時代現在よりも温暖な気候で降水量も多かった。植物はイチョウなどの裸子植物、海洋ではアンモナイトやプランクトンが繁栄した。また原始的な鳥類が出現。超大陸パンゲアは分裂を始める。
白亜紀	1.45億年前～引き続き温暖な時代。裸子植物やシダ類が減少し被子植物が進化、繁栄する。恐竜などの爬虫類も引き続き全盛期でティラノサウルス、トリケラトプス、翼竜のプテラノドンなどが有名。しかし白亜紀末に突如として恐竜等は姿を消した。その原因としては隕石衝突説が有力である。アンモナイトをはじめ全生物の70%が死滅したと言われている（K-Pg 境界）。

新生代（6600万年前～現在）

古第三紀	6600万年前～：原始的哺乳類の時代現存する哺乳類の多くのグループの祖先型が誕生した。被子植物の全盛期である。北極海沿岸に温帯林が広がるほど温暖であった。中期以降は南極の大陸氷河の形成がはじまり、徐々に寒冷化がすすむ。後期は世界的な海退期である。
新第三紀	2303万年前～世界的な海面大上昇期であり。地層が広く分布する。ヨーロッパではアルプス・ヒマラヤが隆起し大山脈を形成した。生物は現生種と系統的に近いものであり、ゾウ・ウマなどの草食動物の増加に従い肉食動物も発展した。末期には寒冷化が進む。
第四紀	258万8千年前～現在：人類の誕生と進化人類の誕生で定められた時代。現存の人類であるホモ・サピエンスは25万年前に誕生した。第四紀には氷期と間氷がを繰り返し訪れている。