第4回うちゅうのがっこう 地球について

地球について

第４回 うちゅうのがっこう

総合化学院 修士１年 小熊 慧

目次 1

・惑星としての地球

・星空と人類

・参考文献

今日の発表内容は

です .

・最近の話題

肖像権を鑑みて

削除しました

惑星としての地球 2

太陽系惑星の大きさ

木星 土星 天王星 海王星

地球 金星 火星 水星

大

小

惑星としての地球 3

中心部の密度が高くな

り不透明な高温の核が

生まれ輝き始める

惑星としての地球 4

横から見た図

ガス・ちりが固まっ て無数の微惑星が 作られる

微惑星の衝突・合体の繰り返し

微惑星の衝突・合体の繰り 返しにより原始惑星の誕生 原始太陽系

太陽系

自らの重力で丸くなる

惑星の誕生

惑星としての地球 5

原始地球の成長

原始地球

鉄の多い微惑星が衝突

溶けてくっつく

岩石の多い微惑星が衝突

壊れて飛び散る

飛び散った破片は重 力に引かれくっつく

衝突エネルギーによる発熱や ギュッとつまることによる内部圧 力による発熱でどんどん熱がた

まり原始地球は溶融に向かう

（１） （２）

惑星としての地球 6

原始地球の成長

中心部では 温度が上が

り始める

降り注ぐ微惑星

鉄やニッケルが地 球の中心に向かっ て沈んで行く

岩石が表面に 浮かんでくる

二酸化炭素 水蒸気

マグマ ^{表面は数千度}

微惑星が 衝突して ガスを放出 鉄・ニッケル 比重が大きい 岩石成分 比重が小さい

沈んで行く

浮かんでくる

惑星としての地球 7

原始地球の成長

微惑星の衝突によりガス成分や 水分が蒸発して地球の周りにたま る

次第に微惑星の衝突も減り, 地表 の温度が下がりマグマも固まり始 める

水蒸気で飽和していた雲が上空 からおりて来て雨雲に変わり雨が 降り始め, これが何万年も続く

原始大気 の誕生

原始海洋の出現

惑星としての地球 8

原始地球の成長

大気にあった二酸化炭素 が原始海洋に溶け始める 気圧が下がることに伴い 大気, 海水, 地表温度が低 下する

海にとけ込んだ二酸化炭 素は炭酸カルシウムとして

石灰岩に取り込まれる

石灰岩

成因には生物起源と化学 的沈殿があり, 現在の鉱物 中で見られる結晶構造に は方解石型とアラゴナイト 型がある

海水中の二酸化炭 素の濃度はそれほ ど増えなかった

CO₂(気体）

CO₂ + H₂O ⇄ HCO₃^- + H⁺⇄ CO₃^2- + 2H⁺ 大気

海洋

惑星としての地球 9

原始地球の成長

地殻構造

大気 海洋 地殻 マントル

溶けている鉄 鉄

惑星としての地球 10

原始地球の成長

地殻構造

大気 海洋 地殻 マントル

溶けている鉄 鉄

赤い部分はもちろん温度が高 いのだが, 液体ではなく周りか らの圧力により固体となって いる

惑星としての地球 11

原始地球の成長

地殻構造

大気 海洋 地殻 マントル

溶けている鉄 鉄

黄色い部分はもちろん温度が 高いのだが, さきほどよりも圧 力がひくいためにどろどろとし た液体である.

惑星としての地球

原始地球の成長

地殻構造

大気 海洋 地殻 マントル

溶けている鉄 鉄

マントルや地殻部分は主に岩 石質のものからできており組 成も異なれば物性も異なる.

12

惑星としての地球 13

ここまでのまとめ

・原始地球は微惑星に岩石や鉄が衝突すること によって次第に形作られた .

・球形の形になった要因として周りから岩石等が 衝突したのもあるが鉄などが一様に溶融してい たことも挙げられる .

・二酸化炭素が原始海洋に溶けることで大気中

の二酸化炭素濃度が低下し原始地球の温度が

下がる .

星空と人類 14

暦と天文 太陰暦

・・・月の満ち欠けを元にした暦 太陽太陰暦

・・・太陰暦を基にしつつも閏月を挿入して実 際の季節とのずれを補正した暦

太陽暦

・・・地球が太陽の周りを回る周期を基にして 作られた暦

ユリウス・カエサル

星空と人類 15

太陰暦

１ヶ月・・・29.53日

１２周期繰り返しても約354日にし必ず３年でおよそ１ヶ月, 十数 年で春が夏になったり夏が冬になったりのずれを生じる

太陰暦のココがやばい！

星空と人類 16

太陰太陽暦

季節を正確に知る必要性

太陰暦 およそ３年に一 度

, 閏月の導入

太陰太陽暦誕生

354 日から384日と変動し、季 節感は毎年11日から30日 近く変動

農耕民族にとって、季節は種を蒔いたり収穫する上でも重

要で、暑さ寒さの予測、その繰り返し、陽の照射角度の変

化、天候の変化などの規則性を知る必要性があった

星空と人類 17

太陽暦

・エジプトではナイル川が氾濫を１年に１回起こしていたために 氾濫が起きる時期を把握し対策する必要があった

太陰太陽暦ではまだ不正確 , もっと正確なのが欲しい！

太陽暦の作製

太陽の軌道上の変化を正 確に把握し作製された. 1年 を365日の13ヶ月とし, １ヶ 月30日で13ヶ月目は5日と した.

その後・・・

紀元前45年のユリウス・カ エサル（ローマ）や1582年 のローマ法王が改変を行 なって今の暦となった

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星座の誕生

星と星を線で結び , 何らかの形としてとらえる星 座という考え方が誕生したのはおよそ 5000 年

以上前のメソポタミア地方での話 シュメール人

・・・星の動きによって時間や季節を知る術を心得ていた

その後 , バビロニア人によって取り入れ られ周辺諸国へと広がっていった

星空と人類

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ギリシャ神話との融合

古代ギリシャ

泣いたり , 笑ったり , 恋した りとても人間らしく親しみや すい神様

メソポタミア・エジプト

人間よりも高い位置から人 間を見下ろしており , 威厳 のある神様

古代ギリシャの神話にメソポタミアの星座 の見方が結びついて広く世界に広まった

星空の見方

その後 , 紀元２世紀頃にある人物 が 48 個の星座を本にまとめました

その人物とは・・・

星空と人類

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トレミーの 48 星座

クロード・トレミー

ギリシャの植民地だったアレクサンドリアに生 きた，２世紀の博学者。数学者，天文・占星学 者，地理学者として知られる

『トレミーの 48 星座』

トレミーの著書である「メガレ・シンタキシス」で定めた 48 個の星座を指し , ファイノメナやヒッパルコスの記録などを 参考にし整理して設定されたものである .

星空と人類

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アルゴ座

星空と人類

22 星空と人類

星座の完成

1603年に星図「ウラノメトリア」を発行し, 新たに南方の 11星座を設定した. 試料としたのはオランダ航海士ケイ ザーの残した手記である.

ヨハン・バイエル

α 星や β 星などという星の呼び方をするバイエル符号も有名である

23 星空と人類

星座の完成

ヤコブス・バルチウス

ケプラーの娘と結婚した数学者。1624年，きりん座をはじめ４星座を新 設した。彼は，きりん座をらくだ座と設定していたのだが，ちょっとした間 違いで，きりんになって伝わった。スペルが似ていたらしい

ヨハン・ヘベリウス

天体の肉眼観測や観測器具の改良・製作に精を出した。

1690年，やまねこ座をはじめ，暗い星ばかりで構成される７星座を，著 書の星図の中で新設。彼が「ここに山猫の姿を見つけるには，山猫のよ うな目が必要だ」と語った話は有名

最新の話題

24 最近の話題

金星探査機

http://www.jaxa.jp/projects/sat/planet_c /

あかつき 「PLANET-C」

2015 年 12 月 7 日、姿勢制御用 エンジン噴射による金星周回 軌道への投入を行って成功

・今後は観測機器の機能確認

・約 3 か月間の初期観測軌道制御運用

・金星を 9 日間程度で周回する楕円軌道へと移行

・ 2016 年 4 月頃から本格的な観測に移行する予定

今後の予定

参考文献 22

・トレミー48星座

http://www.7key.jp/data/constellation/ptolemy.html

・アルゴ座

https://kotobank.jp/word/%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4

%E5%BA%A7-28254

http://www.jaxa.jp/projects/sat/planet_c/

・JAXA

・宇宙〜太陽系とその惑星から銀河宇宙の果て, 地球外生命探査まですべてがわかる 成美堂出版 共著 沼澤 茂美・脇屋 奈々代

http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/ishijima/sunshine-01.html

・地軸

http://futo-web.com/210.html

・地球の大きさを図る

参考文献 23

・地球のはかり方

・月と月暦

ナツメ社 著 児玉 浩憲

・地球のしくみ

・地球の雑学事典

日本実業出版 著 大浜 一之

http://www.asahi.com/edu/nie/tamate/kiji/TKY200508220108.html

http://www.ganshodo.co.jp/mag/moon/moon-c.html

補足スライド

地軸計算

太陽の軌跡 地軸

r

ψ A A

B

φ

A = r × sin ψ B= A × tan φ

= r × sin ψ × tan φ B

θ

r cos ψ

cos θ = B/(r×cosψ）

= r×sin ψ×tan φ/(r×cosψ）

= tan ψ×tan φ 一番上の図の赤い太陽の軌跡は，一周で

24時間なので，

日照時間 = 2θ/(2π)×24 となるので，

日照時間 = 24/π×cos-1 (tan ψ×tan φ) となる

地球の計測

三角形の相似と近

似を用いてだいた

いの値を求めた

水はどこから？

水の起源

隕石

鉄隕石（鉄やニッケル）

石徹隕石（金属分と石質が半々）

石質隕石（ケイ酸塩） コンドライト隕石

コンドライトの中でも一番酸化が進んだ状態であるとされて おり、太陽系の初期段階の様子を保存しており炭素を有機 物の形として含んでいる

炭素質コンドライト

💡 炭素質コンドライトには水を含んでいるものがありこれが原始 地球が形成されるときにまじっていたために水が吹き出した

マントル

マントルの詳細構造

石灰岩について

方解石型 アラゴナイト型

石灰岩について

方解石型 アラゴナイト型