あえて超ミクロな「原子」から、地球の成り立ちを考えてみると…「太陽系に多くある元素」ランキングも大公開！
46億年かけて生み出された地球の環境のすごすぎる仕組みについて紹介。
元素の性質や太陽系における元素の量と分布についての予備知識。
炭素原子の大きさを実感するためのイチゴと地球との比較。
海があり、陸地があり、植物や動物がひしめきあっている地球――。私たちが当たり前のように享受しているこの星の環境は、実は46億年かけて生み出された「すごすぎる仕組み」だった…！
地球の成り立ちから現在までの変化を壮大なスケールで眺め、物質循環という「非常にシンプルな原理」で解説した地球科学の新しい入門書『地球46億年 物質大循環』から、そのポイントをお伝えしたい。
*本記事は、月村勝宏著『地球46億年 物質大循環 地球は巨大な熱機関である』(ブルーバックス)を抜粋・再編集したものです。
本稿では、まず予備知識として、元素の性質や太陽系にある元素の量と分布を見ていきましょう。元素とは何か、元素の性質による分類、各元素の量によるランキング、地球と太陽系全体との元素組成の違いを見ていきます。
「科学の知識が世界から消えてしまうときに、科学の知識をひとつだけ残すことができるとしたら、なにを残すか？」との議論が『ファインマン物理学』という教科書に書かれていました。『ファインマン物理学』は1960年代に米国カリフォルニア工科大学でファインマン教授が行った講義をもとに書かれた物理学の有名な教科書です。その教科書の中でファインマン教授は、「残すべき科学知識は物質が原子という小さな粒でできていることだ」と言っています。
原子という小さな粒の大きさはどのくらいかを見てみましょう。炭素原子の大きさは、134pm(ピコメートル、p:10のマイナス12乗)です。しかし、134pmと言われても、その大きさをなかなか実感できないでしょう。
そこで、「炭素原子」と「イチゴ」と「地球」の大きさを比較して炭素原子の大きさを実感しようと思います。「炭素原子」の3億1000万倍が、「イチゴ」になります。そして、「イチゴ」の3億1000万倍が「地球」になります。この関係を図1‒1に表しますので、「炭素原子」がいかに小さいかを見てください。
