狠狠撸

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地球物理学について
今年大学院と大学を卒業した我が家の二人の娘の高校（女
子校）では地学の講座がないとお聞きしたので…
＜ご参考＞

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地球システムの概念図
2出典：川上紳一?東條文治『図解入門「最新地球史がよく解る本」』2006年秀和システム
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太陽系の形成過程の概念変遷
出典：東京大学地球惑星システム科学講座編『進化する地球惑星システム』2004年東京大学出版会
太陽系の惑星

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地球誕生から現在までの変遷
出典：熊澤峰夫?丸山茂徳編『プルームテクトニクスと全地球史解説』2002年岩波書店

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地球の形成
出典：『英和ビジュアルディクショナリー－分解博物館』同朋出版

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地球の内部構造と組成
出典：『英和ビジュアルディクショ
ナリー－分解博物館』同朋出版
現在の多くの太陽電池はシリコンを使うが
その主な成分は珪素（Si）。
地球の全組成の13%、地球の一番外側に
ある地殻の25%を珪素(Si)が占める。
太陽電池で数年前に日本のメーカーがシリ
コン不足からシェアを落としたと騒がれたが、
これは原料のシリコンを作る珪素(Si)が不
足したわけではない。
シリコンのインゴッド（金属を精製して一塊り
としたもの :鋳塊【ちゅうかい】)を作るエネル
ギー価格の高騰による。シリコン製造には
多くのエネルギーが投入されている。

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出典：川上紳一?東條文治『図解入門「最新地球史がよく解る本」』2006年秀和システム
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現在は第四紀
第四紀の扱い
については争
いがあります

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地球史７大事件
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地球表層環境の歴史とプレート運動の盛衰、上
部マントルの温度変化および海水の総量の沈
み込み帯の温度の歴史

地球のエネルギーバランス
地球の内部には境界層があるために対流運動が妨げられたり加速され
たりする。そのために地球表層でカタストロフィックな大変動が起きる。
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地球の多層構造と不連続的な内部熱放出がおきる原因
出典：田近英一『地球環境46億年の大変動史』2009年化学同人 9

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地球の熱収支
発熱量の大きな部分は地殻
中の放射性物質の崩壊熱
地球も一種の原子炉
差10TW

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地球の磁気圏
地球の外核は液体で核は鉄を中心とした成分からなる固体と考えられている。地磁気の源は，鉄を主成分とする金属コア（半径3480 km で，
地球半径の半分強を占める）に流れる電流である。地球ダイナモを駆動する源は，地球の冷却熱である。コアやマントルの深部は1 億年で10
度くらいの割合で冷えている。コアの表層部は冷却されると熱収縮により密度が高まり，コアの底に沈もうとする。いっぽう中からは熱く軽い液
体が湧き上がり，熱をマントルに逃がす。これを熱対流とよぶ。冷却熱が液体鉄の力学的エネルギーを生み，さらにそれが磁気エネルギーに
変換されるのである。コアを構成している鉄は，地球深部の高温下では大部分が融解しており，水と同程度の粘性率をもつ。実際コアは，内
部の熱をマントルに運ぶべく対流しており，その流速は10－4m/s のオーダーと推定されている。コアが冷えて固まってしまえば宇宙からの宇
宙線や太陽風を遮るものがなくなり地上の生物は生きていけないと考えられる。（月や火星には磁気圏はない）地殻中の放射性物質の崩壊
熱もこの一助となっていると考えられる。

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気候システムの概念図
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地球のエネルギー収支
太陽から地球大気の上端に入射するエネルギーを100としたときの相対値(Ohmura
and Raschke,2004を改変)

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地球内部に境界層がないときの地球の冷却曲線（太線）と
内部に境界層があるときの地球の冷却曲線（細線）
一方、太陽は地球ができたころは今の70%程度ほどの明るさがな
かったと言われている。
太陽はだんだん輝きを増している→２０億年後頃には現在の地球の
軌道周辺まで膨張するが、核融合の進展による太陽質量の減少に
より、地球は飲み込まれないが、金星や水星並みの高温になるとも
言われている。
実は地球は原子炉

出典：田近英一『地球環境46億年の大変動史』2009年化学同人
地質学的時間スケールの炭素循環
本資料は化学同人殿?田近英一様の承諾を得て転載しています。無断での再複写?転載?配布等は法律に反します。
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二酸化炭素分圧（気圧）の時系列的変化

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酸素分圧（気圧）の時系列的変化

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氷期（右：約２万年前）と間氷期（左：現在）の地球の姿
本資料は新潮社殿の承諾を得て転
載しています。無断での再複写?転
載?配布等は法律に反します。
出典：田近英一『凍った地球―スノー
ボールアースと生命進化の物語― 』
2009年新潮社

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本資料は新潮社殿の承諾を得て転載しています。無断での再複写?転載?配布等は法律に反します。
出典：田近英一『凍った地球―スノーボールアースと生命進化の物語― 』2009年新潮社
過去、３回の氷河時代においては地球全体が凍結したのではないかと
も考えられている

20出典：田近英一『凍った地球―スノーボールアースと生命進化の物語― 』2009年新潮社
現在の地球が全球凍結したらどうなるか（想像図）
本資料は新潮社殿の承諾を得て転載しています。無断での再複写?転載?配布等は法律に反します。

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顕生代を通じた二酸化炭素濃度の変動の推定
本資料は化学同人殿?田近英一様の承諾を得て転載しています。無断での再複写?転載?配布等は法律に反します。
出典：田近英一『地球環境46億年の大変動史』2009年化学同人

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地球史上の大イベント
本資料は化学同人殿?宮原ひろ子さまの承諾を得て転載しています。無断での再複写?転載?配布等は法律に反します。
出典：宮原ひろ子『地球の変動はどこまで宇宙で解明できるか』2014年化学同人

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生命の歴史
地球にとっての環境問題ではなく人類にとっての環境問題
雰囲気（空気）の議論は人類の将来を危うくする
生物多様性のためには人類一種が
滅亡すればいい！？

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生命の歴史
最初の生物は硫化水素をエネルギー源にし
ていたのではないかと言われている。
?これらの生命にとっては酸素は猛毒
?光合成生物の誕生により酸素が生成
?酸素を使う生物発生（硫化水素は猛毒）
?多細胞生物へ
丸山?磯﨑『生命と地球の歴史』
????????????『生命40億年全史』
黒岩『ミトコンドリアはどこからきたか』
福岡『生物と無生物のあいだ』
植物が環境を変えた！?

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本資料はみすず書房殿の承諾を得て転載しています。無断での再複写?転載?配布等は法律に反します。
出典：D.ビアリング『植物が出現し、気候を変えた』2015年みすず書房
過去６５００万年の気候変動

2626
本資料は学習研究社殿?みすず書房殿の承諾を得て転載しています。無断での再複写?転載?配布等は法律に反します。
出典：D.ビアリング『植物が出現し、気候を変えた』2015年みすず書房
過去5億4000万年の地球における大気中酸素濃度と巨大昆虫の変遷
出典：上村一樹、ニューワイド学研の図鑑
『地球?気象』2008 年学習研究社
羽根の幅が70ｃｍもある巨大トンボの時代

地球生命
地球と生命は共進化の歴史
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20160126地球物理学

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