原始地球が形成されたときは、すでに原始太陽系大気はなくなっていた。その後、微惑星に含まれていた揮発性成分が、原始地球への衝突により放出され(衝突脱ガス)、水蒸気や二酸化炭素(あるいは一酸化炭素)、窒素などを主成分とする大気(原始地球大気)ができた。地球が冷めると、相当量の水蒸気が液体の水に凝固し海となり、二酸化炭素(あるいは一酸化炭素)、窒素が、その後の地球の大気の主役となった。
Q15 最古の大地とは? 冥王代(42億年前)
A15 マグマの海が冷え、表面が固まり始めると、地殻が形成される。最初の地殻は最古の固体(岩石や鉱物)がその証拠となる。地球の岩石は、40億年前のものが最古である。鉱物では42億年前ものが、オーストラリアで発見されている。42億年間のジルコンは、20億年前に形成された堆積岩の中の粒として見つかった。ジルコンは、珪酸の成分の多いマグマ中で結晶化する鉱物である。このようなマグマは、花崗岩となる。花崗岩は大陸を構成する岩石である。以上のことから、42億年前に、マグマの海は岩石が固まる温度まで冷め、大地が形成されていたことがわかる。
Q16 最初の生命とは? 冥王代(40億年前)
A16 最初の生命は、原始海洋中のアミノ酸(タンパク質の材料)やヌクレオチド(DNA+RNAの材料)などの有機物が凝縮しあって、複雑な化合物が形成され、やがて古細菌に似たものが誕生した。グリーンランドのイスア地方とアキリア島にある38億年前の地層にすでに、生命活動があったと考え始められている。38億年前の縞状鉄鉱層中の炭素質包有物の炭素同位体組成は、生命活動によるものと考えられている。まだ最終結論は得られていないが、もしこの化石が本物なら、生命は38億年前に存在していたことになる。そしてより原始的な生命の合成はそれより前と考えられるが、堆積岩が38億年前のものより古いものはないので不明である。多くの研究者が認めている最古の生命化石は、西オーストラリア・ピルバラ地方のチャートという堆積物から見つかった35億年前のものである。化石は、原核生物の古細菌の一種と考えられている。周りの地質から、深海底の海嶺熱水噴出孔付近で生息していた化学合成により生活していた高熱性の嫌気性バクテリアと考えられている。
Q17 最古の堆積岩とは? 太古代(38億年前)
A17 グリーンランド南西部イスア地方には地球最古の堆積岩がある。この38億年前の堆積岩は、縞状鉄鉱層やチャート層、礫岩などからなる。堆積岩は海でたまったものである。堆積岩の存在は、地球の表層に海があったこと、つまり表面温度が0から100℃の範囲になったことを意味する。45億年前には1,000℃以上に達していたマグマの海から、42億年前には大陸地殻ができ、38億年前には海ができていた。
