BLUE BACKS’ book has been published (Jan. 18th, 2024)
2024年1月18日に出版されました。
Published on January 18, 2024.
地球科学の入門書として最適です。
It is an excellent introduction to earth science.
地球科学の専門家にも読み応えがあります。
It is also a good read for geoscience specialists.
本書の考え方 Concept of this book
地球の現象や物質は雑多で複雑
→教科書はこれらを無関連に並列して記述
→地球科学は難しい
Earth’s phenomena and materials are miscellaneous and complex, and textbooks describe them in parallel without relating to each other.
Therefore, people feel Earth science is difficult.
地球で起きている現象を統一的に論じたい。複雑なものから枝葉を切り捨て本質的な事柄を見出し、複雑な事象を単純化して理解したい。地球の変化を予測する原理を見出し、これを元に様々な出来事を理論的に説明したい。
I want to discuss phenomena occurring on the earth in a unified manner, and to find the essential things by cutting off the branches and leaves from complex things, and simplify and understand complex events.I want to discover the principle that predicts changes in the earth and explain various events theoretically based on this principle.
概要
地球と他の惑星の本質的な違いを、一言で表してみましょう。それは「地球は熱機関として機能していたが、地球以外の惑星は熱機関として機能していなかった」ということです。つまり、地球だけが、熱エネルギーを運動エネルギーや化学エネルギーに変換することができる熱機関として機能していたのです。
マントル中のウラン、トリウム、カリウムなど放射性元素から発生する熱でマントルは対流しました。マントルの上にある地殻も、マントルに引きずられて動きました。そして、地殻は地下深くの熱い場所と、地表近くの冷たい場所を循環することになりました。
熱い場所でできた岩石は平衡状態になっており反応しません。この岩石が冷たい場所にくると非平衡状態になり反応します。つまり、岩石は水や二酸化炭素などの揮発性物質を取り込むのです。冷たい場所では、岩石が揮発性物質を取り込んだ状態が平衡なのです。
冷たい場所で揮発性物質を取り込んだ岩石が、熱い場所にくるとどうなるでしょうか。熱い場所では、岩石が揮発性物質を取り込んだ状態は非平衡なので、岩石は揮発性物質を吐き出して、平衡状態になります。
このように、熱い場所で平衡な状態が冷たい場所にくると非平衡になり、平衡になるように反応するのです。逆に、冷たい場所で平衡な状態が熱い場所にくると非平衡になり平衡になるように反応するのです。
このような反応を通じて地球は姿を変えてきたのです。本書では、具体的にどのような反応で地殻で起きていたかを見ていきます。
目次
１章 太陽系にある元素と揮発性物質
１−１ 地球の元素
１−２ 揮発性物質
１−３ 水：最も重要な揮発性物質
２章 太陽系惑星と初期地球
２−１ 太陽系惑星のでき方
２−２ 熱かった時代の地球の変化
２−３ 熱い地球から冷たい地球へ
３章 地球の物質循環と反応
３−１ プレートテクトニクスの発見
３−２ 地球の３つの物質循環
３−３ 高温でできた鉱物と低温でできた鉱物
３−４ 地球での反応をエントロピーで理解しよう
４章 ゆっくり変化した太古の地球
４−１ 消えた二酸化炭素
４−２ 成長を続けた大陸地殻
４−３ 縞状鉄鉱床
５章 生命誕生
５−１ 初期地球に有機物ができた謎
５−２ 初期生物のエネルギー源の謎
６章 二酸化炭素と大陸地殻の循環と反応
６−１ 二酸化炭素と大陸地殻の循環反応モデル
６−２ 大陸地殻表面での二酸化炭素と鉱物との反応
６−３ 海での炭酸塩鉱物の沈殿
７章 粘土：冷たい環境でできた物質
７−１ 粘土が低温でできる理由
７−２ 非晶質ナノ粒子が決める粘土の性質
７−３ 粘土鉱床のでき方
８章 親銅元素とウランの循環
８−１ 親銅元素と花崗岩
８−２ 親銅元素の循環８−３ ウランの循環
９章 地球は熱機関