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earth.gif地球

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地球の概要

地球は太陽から3番目の惑星で5番目に大きな惑星です。

太陽からの距離149,600,000 km (1.00 天文単位[AU])
直径12,756.3 km
質量5.9736e24 kg

地球の英語名はEarth(アース)ですが、惑星の名前の中で ギリシャ神話やローマ神話をもとにしていないのはこれだけです。 この名前は古い英語とゲルマン語から来ています。 もちろん、この惑星には、ほかの言語で何百もの名前があります。

コペルニクスの時代(16世紀)になってはじめて地球がある一つの惑星にすぎないということがわかりました。

<img src="https://planet.logue.be/?cmd=ref&page=Earth" alt="mir.gif" title="mir.gif" class="" width="116" height="77" />あたりまえのことですが、地球については宇宙船の助けを借りなくても調べることができます。けれどもこの惑星全体の地図は20世紀になって初めてできたのです。宇宙空間から撮影された惑星の写真はとても重要です。例えば天気予報、特に台風の追跡と予報をする時にこの写真はとても有用です。しかも、とてもきれいです

地球は化学的性質や地震波の伝え方が大きく異なるいくつかの層に分けられます。(深さ km)

            0-  40  地殻(ちかく)
           10- 400  上部マントル
          400- 650  遷移層(せんいそう)
          650-2700  下部マントル
         2700-2890  D層(下部マントルに含めることもあります)
         2890-5150  外核(がいかく)
         5150-6378  内核(ないかく)

地殻は海洋の下では薄く、大陸の下では厚くなっています。内核と地殻は固体で、外核とマントルは液体です。

地球の質量の大部分はマントルにあり、残りの部分のほとんどは核にあります。私たちが住んでいる部分は全体からすればほんのわずかな部分にすぎません(x10^24 Kg以下)。<img src="https://planet.logue.be/?cmd=ref&page=Earth" alt="earthx.gif" title="earthx.gif" class="" width="150" height="150" />

	     大気           = 0.0000051
	     海洋           = 0.0014
	     地殻           = 0.026
	     マントル       = 4.043
	     外核           = 1.835
	     内核           = 0.09675

核はほとんど全部が鉄(あるいはニッケルと鉄)でできています。しかし、もっと軽い元素も存在している可能性があります。核の中心での温度は7500 K(ケルビン絶対温度;絶対零度を0°とする温度の単位)もあって太陽の表面温度より高くなっています。下部マントルはたぶんほとんどがケイ素、マグネシウム、酸素、それにいくらかの鉄、カルシウム、アルミニウムでできています。上部マントルはほとんどがカンラン石と輝石(鉄、マグネシウムのケイ素化合物)、カルシウム、アルミニウムなどからできています。このことの大部分は地震探査法によってしか知ることができません。上部マントルの標本は火山から出る溶岩として地表で手に入りますが、地球の大部分には手が届かないのです。地殻は主に石英(二酸化ケイ素)と長石のような他のケイ素化合物からなっています。地球全体の化学組成は質量で比べれば下のようになっています。

   34.6%  鉄
   29.5%  酸素
   15.2%  ケイ素
   12.7%  マグネシウム
    2.4%  ニッケル
    1.9%  イオウ
    0.05% チタン

地球は太陽系の中で最も密度が高い本体を持つ惑星です。

ほかの地球型惑星も多少の違いはあってもたぶん地球と同じ様な構造と組成を持っていると思われますが、月には小さな核しかありませんし、水星にはその直径の割には巨大な核があります。また火星と月のマントルはずっと厚いですし、月と水星には化学的に明確な地殻がないらしい、といったいくつかの違いがありますし、地球は明瞭な内核と外核を持つただ一つの惑星のようです。しかし、惑星内部について私たちが知っていることは地球の場合でさえ理論的なものでしかなく、観測から知ったことではないことに注意してください。

他の地球型 惑星と異なり地球の地殻は熱いマントルの上にそれぞれが別々に浮かんでいるいくつかの固体プレートに分かれています。これはプレートテクトニクスとして知られています。プレートテクトニクスは拡大と沈降という2つの主要な働きが特徴です。拡大は2つのプレートがお互いに離れ合うときに起き、新しい地殻がその下のマグマからわき上がって形成されます。沈降は2つのプレートが衝突するときに起き、一方の端が他方の下に潜り込み、マントルの中で破壊されて終わります。いくつかのプレートの境界(たとえば、カリフォルニアのサンアンドレアス断層)や大陸プレート(インドプレートとユーラシアプレート)の衝突するところでは、せん断運動もあります。現在のところ、主要なプレートは次の8個です。

  • 北米プレート - 北アメリカ、北西大西洋およびグリーンランド<img src="https://planet.logue.be/?cmd=ref&page=Earth" alt="plates.jpg" title="plates.jpg" class="" width="250" height="125" />
  • 南米プレート - 南アメリカ、南西大西洋
  • 南極プレート - 南極、”南氷洋”
  • ユーラシアプレート - 北東大西洋、インドを除くヨーロッパとアジア
  • アフリカプレート - アフリカ、南東大西洋とインド洋西部
  • インド-オーストラリアプレート - インド、オーストラリア、ニュージーランドおよびインド洋のほとんど
  • ナスカプレート - 南アメリカに隣接する東部太平洋
  • 太平洋プレート - 太平洋のほぼ全域(カリフォルニア南岸も入る!) このほかにアラビアプレート、フィリピンプレート、ココスプレートのような20以上の小さなプレートもあります。地震はプレート境界で起こるのが普通です。震源を地図に書き込むとプレート境界がはっきりと見えます(右)。

地球は若い地表を持っています。5億年という、天文学の基準からすれば比較的短い期間に風化とテクトニクスによって地球の表面は壊され造りなおされてきました。そのためクレーター(隕石衝突孔)のような古い地学的な歴史の痕跡は地表からほとんど全部失われました。したがって地球の非常に古い時代の歴史を物語るものは残っていません。地球はできてから45~46億年たっていますが、現在知られている最も古い岩石でも40億年より新しいもので、30億年より古い岩石はまれです。有機生命体の最も古い化石でも39億年より新しいものです。地球に生命が誕生した時期が正確にわかるような証拠物はありません。

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earth_lim.gif地球の大気は窒素77%、酸素21%、および少量のアルゴン、二酸化炭素、水から成っています。地球ができた時の大気にはおそらくもっと大量の二酸化炭素があったようですが、 それ以来ほとんど全部が炭酸塩でできた岩石(訳者注:石灰岩のこと)に取り込まれていき、残ったものも海洋に溶け込んで植物によって使われていきました。 今ではプレートテクトニクスと生物作用が、大気とこれら種々の“吸収体”との間での二酸化炭素の流れを絶え間なく維持しています。常に少量の二酸化炭素が大気中に残っていることは温室効果によって地球表面の温度を維持するのに非常に重要です。 温室効果があるおかげで、平均地表温度は二酸化炭素がなかったとしたときの-21°Cという極寒の温度ではなく現在の快適な+14°Cへと35°C上がっているのです。もしこれがなかったら海洋は凍結していて、わたしたちが知っているような生命は存在できなかったでしょう。

<img src="https://planet.logue.be/?cmd=ref&page=Earth" alt="e11.gif" title="e11.gif" class="" width="112" height="112" />気体の酸素が存在していることは化学的見地から非常に注目すべきことです。酸素は非常に反応しやすい気体で“普通の”環境下でもすばやく他の元素と結合してしまいます。地球大気中の酸素は生物の作用によって生成され維持されています。生命がなかったら気体の酸素はなかったことでしょう。

月と地球の相互作用は地球の回転を100年に2ミリ秒遅くしています。最近の研究で9億年前の1年は481日と18時間だったことがわかりました。

地球は核の中の電流によって作られる適度な磁場を持っています。地球の磁場と太陽風と地球の高層大気の相互作用はオーロラを発生させます(惑星間物質参照)。

地球の衛星

地球には月という天然の衛星が1個だけあります。しかし

  • 何千という数の人工衛星が地球の周りの軌道にのっています。
  • 小惑星 3753 (1986 TO)は地球と複雑な関係の軌道をもっています。本当の月ではありませんので、”コンパニオン”という言葉が使われつつあります。これは土星の衛星ヤヌスとエピメテウスとの関係に似ています。
  • まぼろしの第2衛星リリスは存在しませんがおもしろい話です。
               距離      半径     質量
    衛星      (000 km)   (km)     (kg)
    ---------  --------  ------  -------
    月       384         1738  7.35e22

このほかの地球と月についての情報