すべては45億年前の「桁外れな衝突」で始まった…「月と地球」の「創世記」の全貌！
『生命の起源を問う 地球生命の始まり』 第2章 10
2025年7月17日
ブルーバックスより『生命の起源を問う 地球生命の始まり』が上梓された。
本書は、科学に興味をもつ者にとって、永遠の問いの一つである、「生命とは何か」「生命の起源はどこにあるのか」の本質に迫る企画である。
著者は、東京科学大学の教授であり地球生命研究所の所長、関根康人氏。
土星の衛星タイタンの大気の起源、エンセラダスの地下海に生命が存在しうる環境があることを明らかにするなど、アストロバイオロジーの世界的な第一人者である。
46億年前の地球で何が起きたのか？ 生命の本質的な定義とは何か？ 生命が誕生する二つの可能性などを検証していきながら、著者の考える、生命誕生のシナリオを一つの「解」として提示する。
我々とは何か、生命とは何か、を考えさせられる一冊。
ブルーバックス・ウェブサイトにて
《プロローグ》から《第二章 地球システムの作り方》までを
集中連載にて特別公開。
＊本記事は、『生命の起源を問う 地球生命の始まり』（ブルーバックス）を再構成・再編集してお送りします。
地球と月の創世記
原始の太陽が生まれ、その周りにガスと塵芥からなる円盤ができる。このような太陽系形成から約1000万年が経ったころ、地球が現在存在する軌道付近に、皆さんはいると想像されたい。
そのころには、太陽の周りの円盤はすでになく、ガスも塵芥も消え失せている。実は、円盤のガスと塵芥は、太陽からの強力な紫外線のエネルギーによって、太陽系形成から500万年ほどで吹き飛ばされてしまうのである。
そうなる前に、塵芥のいくらかは、互いに集まって微惑星という直径10～100キロメートル程度の小天体をつくる。微惑星になれば、自身の質量が重しになって、太陽からの紫外線のエネルギー程度では容易に吹き飛ばされずに、太陽を回る天体として残ることができる。
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太陽系ができて1000万年程度経つと、微惑星と呼ばれる小天体も少なくなっている。微惑星は互いに衝突合体して、火星程度の大きさ（直径数千キロメートル程度）の原始惑星となっている。皆さんが漂っている地球軌道付近には、そのような原始惑星群が10～20個程度存在していると思われたい。
やがて、これらの原始惑星たちが互いに衝突し合う。衝突時のエネルギーはすさまじく、衝突後の原始惑星は高温のマグマ・オーシャンで覆われることになる。このマグマ・オーシャンのなかでは、金属はその自重のため内部に沈んでコアとなり、軽い水蒸気や二酸化炭素は大気をつくる。
なかには、小さいながらも、海洋を立派に地表にもつ原始惑星もある。原始惑星には、すでにコア、マントル、地殻、海洋、大気といった歯車ができており、小型の「システム」として動き出している。
やがて、原始惑星同士の衝突が10回ほど起きて、惑星が今の地球の大きさに近づいたとき、最後の巨大衝突が起きる。これが月を作ったジャイアント・インパクトであり、太陽系ができてから約3000万年後に起きたとされる。
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このジャイアント・インパクトの際、多くの物質が宇宙空間に飛散する。飛散した物質は、原始地球の周りを取り巻く岩石の塵芥からなるミニ円盤をつくる。このミニ円盤には、大量の塵芥が含まれるが、その多くは衝突時に高温にさらされている。
やがて、この地球を取り巻くミニ円盤の岩石の塵芥たちのうち、地球に近いものは重力のため地球へと落下し、遠くまで運ばれたものは、お互いの重力で小さな天体をつくっていく。原始の月の誕生である。
ジャイアント・インパクトがつくる地球の周りのミニ円盤は濃密である。原始太陽系にかつてあった円盤とは比べものにならない。この濃密な円盤では、とてつもない量の塵芥が、短時間で原始の月へと集積する。
どのくらいの時間で、ミニ円盤の塵芥から月ができるのか。数値シミュレーションによれば、それは約100年であるという。これはちょうど、水谷・松井の計算結果――月にマグマ・オーシャンができるのに必要な集積時間と符合する。
水谷・松井は、ジャイアント・インパクトを想定していなかったが、結果的に、月に岩石の塵芥が次々と降り注ぐという彼らのシナリオは、まさに正しかったといえる。
かくして、ミニ円盤では、猛烈な塵芥の雨が月に打ちつけられ、その集積熱が内部に溜まりつつ、原始の月がつくられた。
その表面から内部までが、マグマ・オーシャンで覆われている。同時に、地球もジャイアント・インパクトによって、深いマグマ・オーシャンで覆われている。どちらの天体でも、漆黒の闇ともいえる宇宙に、深赤のマグマが鈍く輝いている。
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