近畿大学附属和歌山中学校 2年 佐藤 歌穂
地球は約４６億年前、無数の微惑星の衝突によって融合して成長し、誕生しました。誕生直後の表面は、微惑星の衝突エネルギーによる熱で岩石が溶けたマグマの海に覆われていた。地表はマグマの熱と大気中に大量に存在した二酸化炭素による温室効果で非常に高温となっており、水は全て水蒸気として大気中にあった。その後、微惑星は次第に数を減らし、微惑星が地球へ衝突する回数も徐々に減り始めます。すると高温だった地球も温度が下がり、溶岩も冷え固まりだす。そして徐々に気温が下がると、水蒸気として上空に存在していた水が雨となって、大量に降り続けた結果、マグマの海はそれらに冷やされて固まり、海が誕生しました。
海が出来ると大気中の二酸化炭素が急速に海水を溶解し、温室効果が減って気温がさらに低下した。このとき気圧も下がっていった。
海での最初の生命は、今のところ発見されているもので最古のものは、西オーストラリア州ピルバラで見つかった３５億年前のバクテリアと思われる化石である。化石周辺の岩石の分析から、この生物が活動した場所は１０００ｍ以上の深い海底であったと考えられている。光合成を行う生物としては、西オーストラリア・フォーテスキュー１層群の２７億年前の地層からシアノバクテリアと思われるストロマトライトの化石が見つかっている。この時期に大規模な火山活動があり、初めて大陸と呼べる陸地が形成されたとされる。シアノバクテリアが光合成を行うためには光の届く浅い海底が必要であり、シアノバクテリアの誕生と大陸の形成とは関連かあると考えられている。
２７億年前以後、シアノバクテリアによる光合成が盛んに行われる。光合成は二酸化炭素と水から有機物を合成する化学反応で、副産物として酸素分子を放出する。それまで海水中は酸素分子の存在しない還元的な雰囲気であったが、生命活動による酸素の生産が続いて海水成分の変化が始まった。
まず当時海水に大量に溶解していた鉄イオンが酸化され、水に溶解できなくなって、沈殿・堆積しはじめた。この堆積は１９億年前まで継続し、その堆積物が縞状鉄鋼床となった。これが現在世界中で採掘されている鉄鉱石の起源である。海中の鉄イオンの殆どが沈殿した後、酸素は気体として溜まり始め、大気中の酸素濃度が上昇し始める。またこのころ二酸化炭素の減少による温室効果の減退に起因する原因があったとされる。
１９億年前に、火山活動が非常に活発になって大きな大陸が形成され、同時に大気中の酸素濃度が上がり始めた。最初の真核生物が生まれたのもこの時期である。環境の変化と生命の進化の相互関係について検討がなされている。
６億年前から８億年前、地球の全ての海洋が凍結する全球凍結が起こったと考えられている。
海の歴史と生物について色々調べたときに一番驚いたのが、鉄の起源が海にあるということでした。鉄と海は全く無関係だと思っていたのでこの機会に知れて良かったです。海は私達の生活にも関わってくるので、もっと海を大切にしないといけないと思いました。
