|
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
Index 一章 二章 三章 四章 五章 六章 七章
一章 地球の大気
1 密室殺人事件の犯人 top
昭和四三年の春、東京・日本橋のビルの一階にあるトイレで、二人の女性の死体が見つかり、すわ殺人事件かと大さわぎになりました。
警察による検死の結果、二人は外傷の全くない窒息死であることがわかりました。
ビルの地下から吹きあげてくる空気に含まれている酸素の量を調べてみると、通常の約二一％とくらべて、わずか四％と低いものでした。
死亡の原因は酸素不足にあったわけです（図1-1）。
このような恐ろしい事故は、昭和四三年以前にも、すでにおこっていました。
昭和三〇年代の後半から、東京をはじめとする大都市では、地下鉄工事がさかんに行われるようになりました。
その工事現場で酸素欠乏症による多くの人身事故が発生し、新しい災害として社会問題にまでなっていたのです。
このような地下の酸素欠乏は、なぜおこったのでしょうか。
東京でのこのように酸素の不足した空気は、地中にある東京礫層とよばれている地層から吹きだしてきたものでした。
東京の下町の地盤は、第四紀完新世（かんしんせい、沖積世ともいって、一万年前から現在にいたる時代）につもった堆積物からできていて、河原の砂利の圈と同じように固まっていません。 |
図1-1 酸素欠乏症による事故
 |
このような堆積物からできている地層が東京礫層（れきそう）で、これは、今から十数万年前の海につもってできた地層です。
この地層は、かつては豊富な地下水をふくんでいましたが、工業用水などとして大量の地下水がくみ上げられたため干上がってしまいました。
そして、地下水にかわって、その砂礫層の中に入っていった空気中の酸素は、砂や礫に含まれる鉄分を酸化させることに使われてしまいました。
そのため、礫層から地下室や工事現場に吹きだした空気は、酸素の少ないものになっていたのです。
酸素の濃度が大気中のニー％から一四％以下になると、そこにいる人はちょうどお酒に酔ったような、ふらふらした状態になってしまいます。
そして一〇％以下の状態が続くと意識不明になり、まず脳細胞かおかされます。
さらに、六〜八分以上たつと、心臓が止より、死んでしまうといわれています。
したがって、私たちが健康な生活を営むためには、大気中の酸素濃度はきわめて厳密に保たれている必要があります。
「空気のような大事な存在」というたとえのとおり、この世に生まれ、息を吸い初めてから、ひとときもそれなしでは生きてゆけないのが、この空気なのです。
この空気が大気とよばれ、地球をとりまくようになったのは、いつ頃のことだったのでしょうか。
また、その大気の成分は、今と大昔とではどのように違い、どのように変わってきたのでしょうか。
これからその生い立ちを調べてゆくことにしましょう。
2 大気のなりたち top
地球の大気は、七八％の窒素と一二％の酸素をおもな成分とし、残りの一％がアルゴンや二酸化炭素（炭酸ガスともいう）をはじめとする微量のガス成分（希ガス）からなりたっています。
この組成の大気は、地表から数万メートルの高さまでの範囲にひろがり、大気圏をつくっています。
このため、重さの感じられない大気も地表に重くのしかかり、圧力をかけていることになります。
一気圧というのは、この大気の圧力の大きさで、一平方センチあたり一〇三三グラムの重さにあたります。
大気中の酸素は、私たち人間だけでなく、すべての動物にとっても欠かすことのできない成分ですが、酸素の効用はそれだけではありません。 |
図1-2 地球の大気圏
雲が浮かんでいることによって、その存在がわかる。（アポロ11号、NASA） |
日常生活に必要な火の使用は、北京原人などにはじまって数十万年の歴史をもっていますが、ものが燃えるという現象は、大気中の酸素によって炭素が酸化され、二酸化炭素になるという化学反応です。
私たちは、この時に発生する熱を利用しているわけです。
また、酸素は水にも溶けていて、魚などは、この酸素を呼吸しています。
ですから、みなさんの家で金魚をかうとき、水そうに空気を送りこむ装置をつけるのはそのためです。
大気中の微量成分である二酸化炭素が、植物の光合成の原料になっていることは、みなさんも知っていると思います。 |
|
光合成というのは、太陽のエネルギーをうけ、さらに植物の葉緑素（クロロフィル）のたすけで二酸化炭素と水から有機物が合成されることですが、この時に酸素がつくられ、大気中に放出されるのです。
地球上で生命が存続できたのは、まさにこのためです。微量成分といっても二酸化炭素は生命にとって欠くことのでさない重要な成分です。
光合成に必要な水は、大気中では水蒸気としてわずかしかありませんが、液体としては、膨大な量が海や湖・河川などに存在し、水圏をつくっています。
また、固体としては、氷として両極地方やヒマラヤ、アルプスなどの高い山脈に存在しています。
大気中にもっとも多く含まれている窒素は、タンパク質や核酸（遺伝をつかさどる物質）をつくる元素としては大切なものですが、大気の四分の三をしめるほど多量には必要ないのかもしれません。
科学の実験で低い温度が必要なときに、液体窒素をつかうことがありますが、液体窒素の温度はマイナス一九六度以下で、この温度以上では窒素は気体になります。
窒素はきわめて反応しにくいガスで、常温では、ほかの物質と化学反応をおこすことはありません。
したがって、窒素はそのままでは変化せず、大気の主成分となっているために、大気は一気圧に近い値を保っていることができるのでしょう。
地球をとりまく大気は、ヒトをはじめとする地球上の生物にとって、快適な生活を約束してくれる組成をもっているわけですが、このような大気の組成は偶然にできあがったものでしょうか。
あるいは、地球が生まれたときから与えられていたものだったのでしょうか。
偶然にしては、あまりにも大気は生物の生活に適した組成です。
地球が誕生したころには存在しなかった大気は、地球の歴史のある時期に発生したものです。
そして、その組成は生命が誕生したあとに、生物自身のはたらきによって変えられてきたもので、生物もこの大気の組成の変化にともなって進化してきた、と考えられています。
結論をさきにのべてしまいましたが、これから、その大気の変遷の歴史をさぐってゆくことにしましょう。
top
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ |