太陽系に侵入者
太陽系が形成し、41億年~38億年前複数の小天体が内部太陽系に侵入、元々の小惑星帯にあった原始惑星と衝突を繰り返し、現在の状態になった。この時期、月に多くの衝突クレーターが形成され、地球・水星・金星・火星の岩石惑星も多くの天体衝突を受けたと考えられている。
原始海洋と原始大気の成分が変る
40億年前、原始海洋が出来た。
カナダの北部で、変成岩に含まれる堆積物から判明した。
原始地球誕生時原始大気で覆われ、主成分は水素とヘリウムで、高音高圧だった。
これは現在の太陽の大気と似た成分である。
この軽い成分は、原始太陽の強力な太陽風で数千万年のうちに、ほとんど吹き飛ばされたと考えられている。
此のころになると、原始地球の地表温度も低下し地殻が出来、地殻上で多くの火山が盛んに噴火を繰り返していた。
原始大気
この噴火に伴って、二酸化炭素とアンモニアが大量に放出され、水蒸気と多少の窒素も含んでいた。酸素は存在しなかった。
この原始大気は二酸化炭素が大半を占め、微量成分として一酸化炭素・窒素・水蒸気が含まれ、現在の金星の大気に近い成分だ。
気圧は100気圧で、地球が十分冷却された頃の原始大気は大量の水蒸気が含まれていた。
海洋が亜硫酸や塩酸で満たされた!
海洋は、原始大気に含まれた水蒸気が、火山からの過剰な噴出と温度低下によって凝結して、雨として降り注いで形成されたものだった。
初期の海洋は、原始大気に含まれたいた亜硫酸や塩酸を溶かしこみ酸性であったが、陸地にある金属イオンが雨とともに流れ込んで、ある程度中和されたと考えられる。
ある程度中和されると二酸化炭素が溶解出来るようになるため、多量の二酸化炭素が吸収された。地球全体は還元的な雰囲気下にあり、鉄は2価鉄のイオンとして溶解した。
水蒸気が紫外線で光分解することで酸素が生成されたが、2価鉄が3価鉄への酸化により発生した酸素が直ぐ吸収され大気中にはほとんど残らなかった。
この年代に前後して、生物が出現したことが片麻岩の複合体として、堆積作用で残って居ることが分かっています。生物と言っても、「細菌(バクテリア)と古細菌(アーキア)です。
地球が冷却したと言っても、海には海水ではなく亜硫酸や塩酸の濃度が濃い状態ですから、生き物や魚類が住めるわけは在りません。
シアノバクテリアの痕跡(27億年前)
この後5億から8億年くらいして、太陽の恩恵で光合成作用で「藍藻(有名なシアノバクテリア)が繁茂し、海中に酸素を供給した形跡が残って居ます。
シアノバクテリアの活動で皆中の酸素量が増加し、海中の2価鉄の鉄イオンが3価鉄に酸化し沈殿したため縞状鉄鉱層が形成、19億年前まで続いた様です。
ただ24億年前から22億年前まで、地球最古の氷期があってその時代も海中ではシアノバクテリアの活動が続いた様ですね。(史実は諸説有り氷河期に全滅した言う話もある)
20億年前、海中の鉄イオン濃度が低下し、鉄イオンが酸化し尽くされて縞状鉄鉱層の形成も停止、余剰となった海中の酸素が大気中にも多く供給されるようになった(^^♪
ヒューロニアン氷期
ヒューロニアン氷期以前は、生物?のほとんどは嫌気性であったが、この時代光合成をおこなうシアノバクテリアに進化し、無尽蔵の太陽光を宴るぎーにして酸素を「廃棄物」として大量に発生させた。
この酸素は金属イオンを酸化させ、特に大量の金属鉄を酸化鉄として沈澱させ、現在地表で見られる縞状鉄鉱層を形成した。なおもシアノバクテリアは成長し海水の酸素の消費源は飽和したと見られる。
やがて大気中においてもメタンや二酸化炭素を消費して、それまで微量成分だった酸素は窒素と共に大気の主成分となると言う環境の大きな変化がおきた。このことが「温室効果」の減少により気温の急激な低下を招いて氷期に至ったと推定された。
この氷期が地球最初の「スノーボールアース」に仮定している氷期で、嫌気性生物に加えて、シアノバクテリアを含む(単細胞生物相)大量絶滅が起きたと推定されている。
【参考資料】
東京薬科大学:https://www.toyaku.ac.jp
銀河系(NASA): https://www.eso.org/public/images/eso1339e/
国立天文台:https://www.nao.ac.jp/gallery/weekly
東京大学 理学系研究科 理学部:https://www.u-tokyo.ac.jp/content/400031452.jpg
ウィキペディア(Wikipedia):https://ja.wikipedia.org/
JAXA:宇宙航空開発機構:http://JAXA|宇宙航空研究開発機構
Rekisiru:https://rekisiru.com/6396
【地球史】地球46億年の歴史: 比較ジェンダー史研究
GetNavi webゲットナビ:GetNavi web ゲットナビ
マックス・プランク研究所:http://Max-Planck-Institute
生命を宿す地球の総合科学::https://www.gcoe-earths.org/ishigaki2010