2008/7/13  11:59

水辺  Water


暑い日になりました。
こう暑いと、森の中や水辺など、涼しいところが恋しくなります。

まるで、コロ−の絵の中にでも入りたくなるように。
ここは小山の運動公園の中。小さな水辺です。

木陰でアヒルが涼をとっていました。br>
時折、涼しい風が通り抜けます。
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地球は暑い方向に動いているようですが、主な要因が太陽や地球の自然の変動であって、変化ではないといいのですが。



2008/7/9  18:48

炭酸ガスを大気から取り除いたのは生物  地球

石灰岩生成の別のシナリオ
7/7の「炭酸ガス激減のシナリオ」では、炭酸ガスとCa++イオンを溶かし込んだ海で、89%のCO2のほとんどが無機反応で石灰岩(CaCO3)になると書きました。
 しかし、石灰岩はすべて、生物が炭酸カルシウムの殻を作ることで出来上がったというシナリオがありました。

生物誕生前
  岩石が炭酸雨に溶かされ、海水中で無機化学的に石灰岩CaCO3ができました。   
 CaSiO3+3H2O+2CO2 → Ca++ +2HCO3-+H4SiO4
 Ca++ +2HCO3- → CaCO3+H2O+CO2

しかし、海水にさらに大気からCO2が溶け込むと、
炭酸水素カルシウムCa(HCO3)2となって、イオンに分解、溶解してしまう。
     CaCO3+CO2+H2O →Ca++ +2HCO3--

生物が石灰岩に固定化
 38億年前、海の中で生物が生まれ、やがて石灰石の殻を作るプランクトン(石灰藻)や貝類やサンゴが現れて繁殖し、34億年の間に、海に溶け込んできた膨大な量(200Pt ペタトン)の炭酸ガス(89%)とカルシウムイオンを石灰殻に変え、死して海底に石灰岩(CaCO3)として堆積してゆきます。
     Ca++ +2HCO3- → CaCO3+H2O+CO2

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フズリナ HP「自然大好き」より

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石灰石 HP「地学教室」より

生物が有機炭素に固定
 約27億年前、光合成をするシアノバクテリアが現われ、炭酸ガスの消費と酸素の発生が始まり、4億年前頃に植物が上陸してからは炭酸ガスの消費がさらに加速されて、25Ptの炭酸ガス(11%)をグルコースに変え、死して堆積岩中の有機炭素や石油・石炭として蓄積してゆきます。
6CO2 + 12H2O +光エネルギー=C6H12O6 + 6H2O+6O2

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チワワ砂漠 光合成するストロマトライト

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石炭紀 鱗木模型 

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石炭 HP「地学教室」より


その結果、大気中にあった225Ptの炭酸ガスは次のように地球表面に分配されます。

   地球上の炭素の分布(CO2として) 
圏       分布量(CO2換算Pt)  %
石灰岩(CaCO3)   200.0    88.8
堆積岩中の有機炭素  25.0    11.1  
石油、石炭       0.027   0.012
生物と土壌       0.015   0.0067

海洋水・陸水      0.13    0.058
大気          0.0023  0.00102
計          225.17  100 

上の表で緑色の99.9%の二酸化炭素分が生物によって岩石と有機物に固定化されたわけですね。

今の地球を作ったのは生物だったことに、今さらながら驚かせられます。

地球温暖化問題とは、
地球上の固定された全CO2の内、たった0.001%の炭酸ガスが増加に転じていることが問題だと言っているわけです。
われわれは、地球と生物がやってきたことに学ぶべきではないでしょうか?



参考・引用 ・北野 康「新版 水の科学」日本放送出版協会(1995)
      ・北野 康 ”石灰石は語る”
       「NHK地球大紀行2」日本放送出版協会(1987)
      ・千葉県公立高校教諭HP「地学教室」
      ・HP「自然大好き」
      ・HP「世界ふしぎ発見」
      ・Blog「シンガポール熱帯植物だより+あるふぁ」


2008/7/8  9:17

お隣は、二酸化炭素(CO2)の惑星  地球

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地球型惑星 NASA

地球型惑星の金星、地球、火星を比べてみます。
奇跡の惑星、地球が浮かび上がってきます。

金星も火星も大気の95%以上は炭酸ガス(CO2)です。二酸化炭素の惑星です。
地球は酸素と水の惑星です。

      地球型惑星の大気比較(%)

       金星       地球       火星 
CO2    96.5     0.034   95.3
N2      3.5    78.1      2.7
O2      0.002  20.9      0.13   
Ar      0.007   0.93     1.6 
H2O     0.002  (0.1〜5)     0.03

表面温度℃   500     15       −60
大気圧(atm)   90      1        0.0075

質量比(地球=1)0.815   1.0    0.107
重力比(地球=1)0.91    1.0    0.38
太陽からの距離(AU)0.72    1.0    1.86

 *地球の質量=5,980,000 Peta t
  地球と太陽の平均距離=148.8 Mega Km=1AU(天文単位)  

金星は初期には原始地球のように、水も存在したが、太陽からの距離が近く(0.72AU)温度も高く、水はすべて水蒸気となっていて、強い紫外線が水蒸気を水素ガスと酸素ガスに分解してしまった。
  H2O→H2+1/2 O2
重力は地球の91%であり、水素は軽く(分子量2)惑星空間に逃失し、酸素(分子量32)は岩石に食われて水がなくなってしまった。
金星は炭酸ガスの惑星になった。

火星も初期はCO2とH2Oのガスがあったと思われる。
質量が小さく(地球の1/9)、重力が小さい(地球の38%)ので、気温が高い時には水蒸気(分子量18)のかなりの部分を惑星空間に逃したと思われる。
温度が下がると、一時海が存在したと言われている。さらに冷えて(−60℃)からは水は凍結水として保持されていると思われる。そこで火星の大気には水はほとんどなくなり、炭酸ガスの惑星になった。

地球は、太陽からの距離と質量が、水が気体(大気)→液体(雨、海)→気体(大気)となって循環するのにちょうど良い温度、太陽光と重力を与えられていると言える。

これ自体奇跡と思われる!!!
太陽からの距離がちょうど良く、地球には水蒸気が分解するほどの紫外線がやってこなかった。
また、地球の質量から生じる引力(重力)がちょうどよく、分子量18の水蒸気は重力圏内に保持された。

地球では、炭酸ガスは循環する水と生物の作用で石灰岩となり、植物の光合成作用で有機物となって地殻や土壌に蓄積され、大気中の炭酸ガスが激減した。
しかもその後、地球の大気中の炭酸ガスは微量(0.03%)で保持されることになった。

この炭酸ガス0.03%が地球にとってちょうど良い濃度なのです。
炭酸ガスの温室効果で地球の平均気温15℃が保たれています。
もし、岩石中のCa分が多かったり、生物の活動が盛んになったりして、炭酸ガスと水蒸気(温室効果ガスの一つ)が全く除かれると、平均気温がマイナス18℃になるといわれています。その差33℃分が温室効果というわけです。

0.03%の炭酸ガスは必要な量なのです。もちろん水蒸気も。
しかし、大気中のCO2が0.06%に増えると、不都合なことが起こると予想されています。
2005年で大気中のCO2は0.36体積%です。
地球全体からみると微量の増加量です。ppmの世界であり、微妙なバランスの世界です。

もし地球の質量が小さかったり、金星のように地球から水がなくなっていたら、
もし火星のように水が凍結して大気から水蒸気がなくなっていたら、
地球は金星や火星のような炭酸ガスと窒素ガスの惑星になったはずです。

       推定大気組成(%)
       金星       地球*      火星 
CO2    96.5    97.0     95.3
N2      3.5     3.0      2.7
     *:固定CO2がすべて気化したとしてネイクデイプが推定

地球の質量、地球と太陽の距離、地球の大気組成(CO2,H2O)、水の量と性質、岩石中のCa量すべてがちょうど良いとは、生命が生まれ繁栄するのにちょうど良いと言うことになります。

地球のちょうど良い条件がすべて実現していることは不思議なことで、奇跡としか言い様がありません。 
確率論的には非常に低い話です。
太陽系ができたときにどんな力が働いたのでしょう?
働いた力は重力だけだと思われるのですが・・。

  
 参考・引用:北野 康「新版 水の科学」日本放送出版協会(1995)
佐藤勝彦監修 富永裕久「目からウロコの宇宙論」(2006)
       近藤邦明HP「CO2地球温暖化は科学ではない」 

2008/7/7  7:03

炭酸ガス激減のシナリオ  地球

原始地球から現在の地球への大きな変化は

1.大気中の大量の炭酸ガスが9万分の1に激減した 
  230⇒0.0027Peta t
(ペタトンと読みます。10の15乗 トンの意味です。)

2.ゼロに等しかった酸素が1.2Petatに増えた  

 これらは、隣の惑星 金星や火星には起こらなかったことです。

壮大な地球のドラマの幕開けです。

原始地球の大気には膨大な量(1630Peta t)の水蒸気がありました。
水蒸気は紫外線に分解もされずに宇宙空間に飛散もせず、高温の大気中にとどまっていました。この水の存在が地球の運命を変えて行くことになります。

原始地球の気温が374℃以下に下がった時、水蒸気は凝集して水滴を作り始めました。やがて水滴は34Petatの塩酸ガスや4.8Petatの亜硫酸ガスを溶解して、強い酸性雨になって地球に降り注ぎました。

強酸性の海の出現です。

強酸性の原始海水は玄武岩質の岩石中の Na K Ca Mg Al Fe を溶かし出しやがて中性に変わっていきました。

海は中性になると大気中の炭酸ガスCO2を溶かし始めました。
CO2は炭酸イオンとなって、金属イオンと塩を作るのですが、炭酸カルシウムCaCO3は水に溶けにくいので海底に沈んで石灰岩となります。

地球では水が液体として存在し、蒸気→水滴→雨となって繰り返し海と空を循環します。
その間に岩石中のミネラルを溶かし出し大気中のCO2が減り石灰岩が増えてゆきます。

水は、膨大な量の89%の炭酸ガスを石灰石に封じ込めました。
水が炭酸ガスの惑星を水の惑星に変えました。 
それにしても、膨大な量ののカルシウムが地球にあったことに驚きます。

水、海は生命の誕生と成長を担います。まるで羊水のように・・。
39億年前ころ生命が誕生しました。
30億年前から27億年前に光合成をするラン藻(シアノバクテリア)が生まれ、水と二酸化炭素を消費して有機物を作り、酸素の放出が始まりました。

20億年前から10億年前にかけて生物の繁栄とともに炭酸ガスの有機物としての固定、減少と酸素の増加が加速されてゆきます。
また生物(動物)は炭酸ガスを炭酸殻(CaCO3)として固定化するのに役立ってゆきます

生物(植物)により大気中の残りの11%以上の炭酸ガスが消費されたと考えられます。

また生物は地球に酸素をもたらせました。


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水は循環によって大気中の炭酸ガスを溶かし、カルシウムを溶かし、海の中で岩石に変えた
海は生命を生み出し羊水のように生命を育んだ
生物(植物)は葉緑体を得て、太陽光のエネルギーを利用して、炭酸ガスと水を有機物と酸素に変えた
酸素の一部はオゾンとなって生命を紫外線から守り、生物が陸上へ進出できた
水と炭酸ガスと酸素は生物(植物・動物)を更に繁栄させた


生物が自らの生存にふさわしい環境を獲得すべく、地球の環境を変えてきたわけですね。

生物の長たる人間はその活動によって、地球の環境を壊し始めています。
人間は地球を変える力を持っているはずですね。


参考・引用 ・北野 康 ”石灰石は語る”
       「NHK地球大紀行2」日本放送出版協会(1987)
      ・葛西奈津子「植物が地球をかえた!」化学同人(2007)






2008/7/6  6:47

大気の炭酸ガスが激減した!  地球

原始の地球は炭酸ガスの惑星だった。
しかし大気は約40億年の間に激変しました。

今度は下の表を見てほしい。(つぎはぎだらけの表なので矛盾もあるでしょうが、我慢してください)

水蒸気、炭酸ガスがゼロに等しいほど激減して、現在の地球大気になっています。
塩酸ガス、亜硫酸ガス、水素ガスはほぼゼロまで減ったでしょう。
窒素ガスは(おそらくアルゴンも)あまり変化ありません。

酸素ガスだけがゼロから増えています

どうしたのでしょうか?

      地球の大気組成の変化
                      単位:10^21g(Petat)
 ガス       原始大気     現代の大気
水蒸気(H2O)   1630 →   0.01      16万分の1
炭酸ガス(CO2)   230 →   0.0027 8万5千分の1
塩酸ガス(HCl)     34      〜0    
亜硫酸ガス(SO2)    4.8      〜0 
窒素ガス(N2)      4.4      3.9
水素ガス(H2)      3.7      〜0
酸素ガス(O2)      〜0 →   1.2      無限大
アルゴン(Ar)        ?     0.066 
計         1906.9  ⇒   5.18    370分の1

気温        380℃以上     17℃
気圧         40bar      1bar        
参考・引用 ・北野 康 ”石灰石は語る”「NHK地球大紀行2」日本放送出版協会(1987)
      ・半谷高久「地球化学入門」丸善(1988)
      ・倉本 圭 HP 「森羅万象学校」

2008/7/5  22:03

地球は二酸化炭素(CO2)の惑星だった  地球

 地球は水の惑星だといわれます。確かにその通りです。そのために今の地球環境ができて、私たちが生きていられるわけです。

しかし、地球ができて5億年頃の原始の地球の大気は水蒸気と炭酸ガス(CO2)が主成分だったのです。下の表は地球学者が推定した、原始大気です。
原始大気の86%が水蒸気で12%が炭酸ガスだったわけです。

つまり、地球は初期の頃水と二酸化炭素の惑星だったのです
そして、気温は380℃以上気圧は40気圧の高温高圧世界と考えられています。



 地球の二次原始大気の量と組成
            10^21g
 ガス       (Peta t)     
水蒸気(H2O)   1630     85.5
炭酸ガス(CO2)   230     12.1

塩酸ガス(HCl)     34       1.8
亜硫酸ガス(SO2)   4.8      0.25
窒素ガス(N2)      4.4     0.23 
水素ガス(H2)      3.7     0.19
計           1906.9     100.0

 45億年前に地球が出来立ての頃の大気を一次原始大気と言いますが、おそらく水素やヘリウムが主成分だったのでしょう、気温が高く地球の重力が小さいことから間もなく惑星空間に飛散したと考えられています。

その後熱い固体地球から噴き出してきたガスでできたのが二次原始大気です。


こんな地球の大気がどうして窒素78%と酸素21%で二酸化炭素0.03%になったのでしょうか?

この続きはまた、

参考・引用 北野 康 ”石灰石は語る”「NHK地球大紀行2」日本放送出版協会(1987)


2008/7/3  23:29

川渡食堂  Music


かっての素人バンド仲間であった有吉かつこさんが、CDデビューされた。
今夜柏のStudio WUUで、「川渡(かわたび)食堂」CD発売記念のコンサートが開かれました。
「川渡食堂」は作詩 大野隆司さん 作曲 高橋忠史さんのオリジナルです。絵本か童話の中から生まれたような歌で、軽快なリズムに、有吉さんのきれいな声がマッチして癒されます。
きっと子供や赤ちゃんにも好まれるのじゃないかと、思っています。



♪「ひとりぼっちと感じた時は川を渡っていらっしゃい
  特別メニューでお迎えします
  ・・・
  ・・・                       
  川渡(かわたび)食堂 年中無休 あなたのお越しを待ってます」

有吉さんの活動について詳細を知りたい方はブログ「かつこの音楽ひろば」を見てください。

2008/7/2  11:04

過去の地球を見る  宇宙

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Voyger2 NASA

地球に居ながら、半日前の地球を見た人達がいます。

もう古い話ですが、1990年2月15日に 宇宙探査船Voyger2号が、地球から65億Km離れた地点で撮った太陽系の写真に写っていた地球を見た人たちです。
そこで見えた地球は、実は約12時間過去の地球の姿だったのです。

その地球の姿は、元アメリカ副大統領 アル・ゴア氏のドキュメンタリー映画「不都合な真実」や同名の本(2007年)にも出ていました。地球は細長い光の帯の中に青白く小さく輝いていました。

地球から出た光は、秒速30万Kmのスピードで宇宙を旅してボイジャーに届きました。約6時間かかっています。

ボイジャーが撮影した地球の映像は今度はボイジャーが発する電波に載って、また6時間かかって地球に届きました。受信した弱い電波を処理して太陽系の中の地球の画像が得られたわけです。

だから、地球で見た映像は観察している人たちにとって、少なくとも12時間前の地球の姿だったわけです。
よく考えると不思議な気がします。記録写真や記録映像でなく、生で地球の過去が見えるのです。

もし、ハッブル宇宙望遠鏡やそれ以上の大きくて精度の高い望遠鏡がその距離から撮れば、地球の過去の姿がもっと生々しく見えることになります。記録損なった過去の姿が見れるかも知れません。

宇宙では過去の姿しか見ることができない、と言ってもいいのです。
厳密に言えば、宇宙では、地球にいてさえも、同時刻の姿を見ることが難しいのです。

ボイジャーは飛び去ってしまいますが、微惑星のようにカメラがいくつか太陽系を周遊していれば、常に過去の地球が見えることになります。数10分前、1時間前、数時間前、1日前と言うようにね・・・・!
アイデアですね、これは!


ボイジャー2号が地球を出たのが1977年9月ですから、1990年2月に65億Kmの地点まで来るのに、12年以上かかっています。光(電磁波)は6時間で来ますのでこれも驚きです。



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「かぐや」が月で撮った「地球の入り」

月と地球間は384,400kmですから、「かぐや」が撮った地球は電磁波の往復分2,3秒前の地球の姿ということになります。しかし、同じ画面の下方に映っている月の姿は月から地球への片道分、1.3秒過去のものです。

同様の原理で地球で撮る「日の入り」の写真では、太陽は海より8.3分前のものです。
(太陽ー地球間 1.496億Km)

同じ画面で同時性が成り立ちません。
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2008/2/11  3:11

生命の尊さ  Life

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Steve Hanks


いのちは尊い、かけがえのないものだ、とよく言われる。
それは事実だし、皆一応に納得していることだ。
それはまたいろんな意味合いがあるのだと思う。

ところで、
 尊さ・ありがたさ指数=1/出現の確率
と考えて見たらどうだろう?

人間は卵の受精から始まる。
一組の男女がいたとして、夫婦の一生の間に、受精卵は果たして何種類できる可能性があるのだろう?

1.女性が一生の間にする排卵は400個と言われている。
2.男性の一回の精液中の精子は約5億個であるが、半分は受精能力のない欠陥精子であり、女性の体の中では異物として白血球に攻撃され、ほとんど死滅して卵に到達するのは数百個だという。500個と仮定しよう。
3.男性の一生の内にする有効な射精の回数は・・・500回と仮定しよう

卵も精子も母、父の体細胞から減数分裂でできたもので、祖父、祖母から受け継いだ染色体の交差がないと仮定しても、ヒトでは相同染色体が23対あるから、840万通り(223)の染色体の組み合わせが生じ、受精卵は840万×840万≒70兆通りの組み合わせが出てくる。
そこで、
4.同じ遺伝情報を持つ卵や精子がないといえる。
兄弟姉妹の顔かたちや性格が違うはずである。

1,2,3,4より
一組の夫婦が一生のうちに、
  400×500×500=100000000 
つまり、1億通りの遺伝情報を持った受精卵を育む可能性があるということになる。

一組の夫婦に特定の子供一人が生まれる確率は、1/(1億)と言える。

最初の尊さ・有難さ式に代入して、
尊さ・有難さ指数=1億
ということになる。

2008/2/6  23:44

孫の誕生  Life


一月下旬、元気な男の孫が誕生した。うれしいものです。娘が産んだとなればなおさらである。
生まれる前には、五体満足であればいい、と思う心境は事実でした。肉親が思う正直な気持ちなんですね。
さて、柳澤桂子さんの「生命の奇跡」に依れば、卵子も精子も36億年前に生命が生まれてこのかた分裂し続けて来た細胞なんですね。それが今孫に受け継げられた訳です。しかも奇跡に近いミクロな確率で。


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