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2015年10月08日

地球って月と衝突!?月のおかげで奇跡的で生まれた『金』の産物

ふと、私たちが普段足で立っている「<strong>地球</strong>」の誕生について、どうしても気になってしまいましたので、天文学でなく化学専攻の理科女子ですが、宇宙の不思議と<strong>月</strong>との<strong>奇跡</strong>、そして地球上になかったはずの金がどうして存在しているのかお話ししたいと思います。

 

太陽系のひとつ、この地球。その誕生の奇跡を考えると、遠い宇宙の彼方で人間のような奇跡の生物がいるとは考えにくいかもしれない。いや、いるのかも。。。

 

小さいころ夢見た宇宙への憧れを、今一度思い出すきっかけにしてもらえると嬉しいです。

 

地球が生まれた初めのかたち

 

地球の誕生と月との衝突1

 

今の「地球」というかたちが誕生したのは、約46億年前。原料となった物質は、小さな惑星に含まれている岩石や金属だ。その惑星たちが衝突と吸収を繰り返し少しずつ惑星が大きくなっていきました。

 

中には、衝突された衝撃で、大きくなるどころかバラバラになることもありながら、徐々に1つの大きな惑星へとまとまっていたのが地球のもとになる「原始地球」です。

 

惑星との衝突によって大きくなる原始地球が、大きな惑星と衝突した回数が10回。10回目の衝突相手は、なんと月だった。月は一度地球と大きな衝突をしていたのですね。驚きです。そして、月との衝突によって、私たち人間も含め、生物が生息できる奇跡の条件が生まれたと考えられています。

 

 

衝突し大きくなる原始地球とマグマに沈む金属

 

原始地球の半径が現在の地球の約2割くらいになるころには、衝突脱ガスをおこすようになり、原始地球に含まれていた二酸化炭素や窒素、水蒸気などのガス成分は外に放出された。原始地球の周囲を覆うガスというのが「原始大気」といいます。

 

原始地球は衝突を繰り返しながら、衝突エネルギーを熱エネルギーに変換されて加熱していった。衝突エネルギーとまわりを覆う水蒸気の大気によって保湿された地球の地表はどんどん上昇していきます。

 

現在の地球の半分くらいになるころには、上昇した温度によって原始地球に含まれる岩石が溶け始める。そして地表は真っ赤に燃える分厚いマグマの海となっていった。今の地球からは想像もできない、何もかも溶かしてしまう灼熱の地球です。

 

そして、密度の大きい重金属はマグマの奥底に沈んでいった。地球の中心部へ沈んだ金属によってできたのが地球の核です。もちろん、金やプラチナ、鉄など密度の大きい金属はマグマにすべて飲み込まれていった。

 

 

地球と月の衝突で生まれた現在の地球

 
地表がマグマの海と化した原始地球は9回の大きな衝突を終え、月と衝突する。ここには不思議な奇跡が多くある。原始地球は月の衝突で破壊され、地球と月は一つの大きなまとまりとしてすべての要素をシャッフルした。これがジャイアント・インパクトと呼ばれている衝突です。

 

約44億7000万年、月は地球に斜めに衝突したと考えられている。原始地球は、破壊されその破片の大部分が宇宙へ飛び散り、その破片同士が合体して月が形成された。それでもなお、地球の周囲をまわる軌道上には多くの破片が残り続けている。

 

1年から100年で月が完成した場所は、地球のすぐ2万km先。徐々に地球との間に力が加わり、現在は平均38万kmまで離れて軌道を回っているそうです。先祖たちが夜空の月を見ていたころは、もしかしたら今よりも少し月が大きく明るく見えていたのかもしれませんね。

 

地球の誕生と月との衝突2

 

月との衝突で奇跡が起きた地球と生命

 
月が誕生した当初1日5時間ほどの自転速度だった地球は、月との距離が離れていくことで現在のように1日24時間の速度になった。また、月が地球と斜めに衝突したことで、地球の地軸は現在と同じ23.4度に傾きました。

 

次第に水蒸気から雲が生まれ、衝突がおさまった地球の表面が冷えてきたことで、雨が降り地表を固めていきました。そして海もできた。

 

固まった地表を奥底で、マグマに沈む金属たちを残しながら。

 

 

沈んだはずの金はどこから?宇宙からの隕石?

 
ほぼ同じ成分のまま離れた地球と月。その衝突によって核融合してマグマに沈んだ比重の重い金属たち。なのに現在「金」が取れる。発掘すると中国やオーストラリア、南アフリカ、アメリカ、中国、そして日本も金が取れている。

 

これは何でもたされているのか。

 

それは隕石だった。隕石が飛来してくる。だが冷め切っている地表に隕石が落ちてくるのでマグマまで到達しない。金属の成分を持った隕石が落ちてきてもそれは地表に残るということです。

 

 

金が取れる場所は隕石の落ちた場所なのか

 
金の産出量が多い国を見てみると、中国、オーストラリア、アメリカ、ロシア、南アフリカ、ペルー、インドネシア、ウズベキスタン、ガーナなどがあります。

 

では、隕石が落ちた場所を見てみよう。たしかに金が取れる多くの地域ので隕石がたくさん落ちているようにみえますね。

 

earth_science1

 

earth_science2

 

日本ではどうでしょうか。私の出身は石川県金沢市。「金」が入った地名ということで、金が沢(川)で取れることから金沢市の名前の由来になったというのは聞いたことあります。

 

やはり金沢にも隕石が落ちているようです。全国にいくつかある「金沢市」にも金が取れることでその名が付いたところもあるので、それもまた隕石によって金が取れているのかもしれません。

 

 

神秘的なレアメタル、金が取れる地球

 
化学を専攻していた私は重金属が下に沈むというのは知っていましたが、地球にあった金属はマグマに沈み、今私たちがみる金が、まさか宇宙から落ちてくる隕石の中に含まれている金の名残だったのかもしれない。

 

天文学者ではありませんがそう想像してみるだけで楽しく、あらためて金の稀少価値を感じました。アクセサリーなどでも使われる金はまさにレアメタル、といったところでしょう。隕石の中には金が含まれているとは限りませんが、何かのかたちで金が採掘されるところには隕石が関係しているのかもしれません。

 

でも確かに地球上でみることのできる金は、隕石によってもたらされていると言ってもいいだろう。そして、それが宇宙、そして地球の神秘。

 

今持っている金は、本来地球にないものかもしれない。もしかしたらそれは隕石の一部なのかもしれない。やはり金は、宇宙の果てからの贈り物としてふさわしい神秘的な輝きを放っているのだと感じました。

 

photo:tabizine.jp

literature:gigazine.net

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