われわれはどこから来たのか（第２回）
　・・・太陽系と地球、月の起源

2001.4.17　地学#2　萩谷　宏

太陽系の起源

・太陽系内の情報　…惑星、衛星の表面の岩石、隕石（小惑星の破片）から
・太陽系外の天体の観察　星間雲、原始星や原始惑星系円盤の観測

・元素の太陽系存在度　…太陽大気との比較
　恒星内部の元素合成（核融合）の結果＋超新星爆発による重元素の供給

　重元素の存在…超新星爆発による核反応の進行　隕石中に痕跡物質

階層構造：　原子・分子・鉱物・岩石・惑星

　恒星の終末のガス（惑星状星雲、超新星爆発）→分子雲→原始惑星系円盤（鉱物の晶出）→微惑星形成→惑星

惑星の形成

　原始星と原始惑星系円盤　…微惑星の形成
　微惑星の衝突・合体成長　原始惑星の形成

　クレーターからわかること

　　クレーター形成＝天体衝突、エネルギー大。単なる穴ではなく、一瞬で岩石が蒸発・爆発。天体が小さいと破壊してしまうくらい。
　　生物進化／絶滅にも影響。中生代末の衝突。ユカタン半島に重力異常でクレーターの痕跡の発見。

　マグマ・オーシャンの形成

　　マグマ・オーシャンの役割：密度成層構造の形成（核・マントルの分離）、初期大気の組成コントロール
　　衝突脱ガス

　衝突のエネルギーの推定をしてみよう

　物体の運動エネルギーE(J)　質量m(kg)　速度v(m/s)

　E=1/2mv2

　成長した大型の微惑星の衝突による影響　…自転軸の傾き、惑星の破壊

月の形成

　月の起源に関する諸説　親子説、他人説（捕獲、…）、地球から飛び出した？（ジュール・ベルヌ）

　アポロ計画　月試料の持ち帰り、分析。化学組成が地球にきわめてよく似ている。ただし揮発性元素が枯渇。

　ジャイアント・インパクト説　コンピュータ・シミュレーション。

　成長した大型の微惑星が、斜めに原始惑星（地球）に衝突、マントル部分を吹っ飛ばす。吹っ飛んだ物質が地球の周りの軌道で集積し、月を形成。
　惑星の自転軸の傾きなどもうまく説明できる。

年代学の基礎

　放射壊変のしくみ
　年代測定への応用
　さまざまな放射性同位体と、その性質の利用

初期地球：地球が他の惑星と異なる理由

　水の存在
　太陽からの距離
　地球のサイズ

　隕石に含まれる水　鉱物中に化学結合したかたちで存在。彗星は微惑星の化石？　遠くの軌道の微惑星は氷とちりでできている。

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VTR視聴ポイント（月での野外地質学）　…時間不足のため、夏学期のみの土木工学科で視聴。建築は冬学期に。

　石を調べて何がわかるか
　…惑星科学における（野外）地質学の意義
　　「サンプルの置かれた状況こそが重要」
　　「石の語る言葉を学ぶ必要」

　月のおいたちを探る
　　斜長岩の意義…マグマ・オーシャンの生成物
　　マグマ・オーシャン中でつくられ、浮上した斜長石結晶の集合体＝斜長岩
　　斜長岩には、月の創世時代の記録が残されていると期待されていた。

　ドリル…地殻熱流量の測定

標本：玄武岩中のかんらん岩ノジュール
　（かんらん岩：地球のマントルを構成する岩石）

VTR:

・NHKジュニアスペシャル#1「水の惑星・奇跡の旅立ち」
　　VTR1,VTR2
・人類、月に立つ(10)「ガリレオは正しかった」

参考書：

・理科年表読本・太陽系ガイドブック　寺門和夫著、丸善　\2000
・隕石　宇宙からの贈りもの　島　正子著　東京化学同人　科学のとびら29　\1600
・地球=誕生と進化の謎　松井孝典著　講談社現代新書1006　\660
・地球化学　松尾禎士監修　講談社　\3900
・失われた原始惑星　武田　弘著　中公新書1005　\580
・地球と生命の起源　酒井　均著　講談社ブルーバックス　B1248　\1060

・月の科学　久城・武田・水谷編　岩波書店　1984　\3800（絶版）
・人類、月に立つ（上・下）　チェイキン著　亀井よし子訳　NHK出版　\2300
・図説地球科学　杉村・中村・井田編　岩波書店　1988　\3689

web:

太陽系の天体についてのリンク集。
http://www.seds.org/nineplanets/nineplanets/nineplanets.html

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