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地球の誕生

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微惑星の衝突・合体を繰り返してできた地球

地球は約46億年前、他の太陽系の惑星と同様、太陽の誕生とともにその周囲にできた原始惑星系円盤の中で生まれました。原始惑星系円盤のほとんどは水素やヘリウムなどのガスからできていましたが、わずかながら塵(ちり)を含んでいました。それらの塵が集まり、無数の「微惑星」と呼ばれる小天体がつくられます。その微惑星が衝突・合体を繰り返し、惑星のもととなる原始惑星となっていきました。成長した原始惑星はお互いにぶつかったりまわりの微惑星を重力で集めたりして、そのうちの1つが原始地球になったと考えられています。

マグマ・オーシャン

地球の大きさが現在の半分くらいのころ、微惑星の衝突が続く地球では、衝突のときのエネルギーで地表が高温になり、表面がどろどろに溶けたマグマ・オーシャン(マグマの海)と呼ばれる状態になりました。このとき、鉄やニッケルなどの重い物質は地球の中心へと沈んで核となり、軽い物質がマントルや地殻になったと考えられています。

地殻の誕生

微惑星の衝突頻度が減ると、徐々に原始地球の表面は冷えていきます。マグマ・オーシャンとなっていた地表は固まり、薄い地殻ができました。当時は高温のため軽く柔らかい地殻しか存在できず、マントルの熱い対流が上昇する場所では火山が、冷たい対流が下降する場所では盆地ができました。やがて大気中に存在していた水蒸気が凝結し、雨となって地表に降り注ぎ、海洋が形成されると、地殻が安定的に冷却されるようになります。すると、低温で重く硬い海洋プレートが形成されるようになり、対流が下降する場所でプレートの沈降が始まりました(プレートテクトニクス)。プレートの沈み込みに伴って水や地殻の物質が内部に取り込まれた結果、大陸地殻のもととなる溶岩が形成されました。

最古の岩石

地球の表面はプレート・テクトニクスによって絶えず新しくなっているため、古い岩石は地球内部へと取り込まれてしまい、なかなか地表には残りません。それでも楯状地(たてじょうち)と呼ばれる地域には、地球誕生初期の岩石が残されています。現在発見されている最も古い岩石は、カナダ北部で見つかった約39億6,000万年前の片麻岩(へんまがん)という種類の変成岩です。また、グリーンランド南西部、イスア地域からは約38億年前の礫岩(れきがん)と呼ばれる堆積岩や枕状溶岩が発見されています。堆積岩は海や川で砂礫が堆積してできる岩石で、枕状溶岩は海底から噴き出したマグマが海水に触れ急冷されてできた溶岩です。このことから、少なくとも約38億年前には地球に海ができていたと考えられています。