7.地球の冷却
1.地球の冷却

 地球が出来てまもなく、二酸化炭素が多く含まれる大気に覆われていた時代には、温室効果と地球自体の熱とにより、地球は非常に熱い星でした。
 地球を高い濃度で覆っていた二酸化炭素は、時間の経過と共に、その濃度を下げていきます。
 最初は化学的な反応によるものです。海中への取り込み石灰岩の形成により二酸化炭素が減らされていきました。
 そして、やがて生物が地球上で数を増していくと、生物による影響が大きくなってくるようになります。二酸化炭素を消費する生物の代表は、太古においてはシアノバクテリアですが、27億年前頃からシアノバクテリアが増殖してくると、その光合成により二酸化炭素が消費されます。

 また大陸の成長と分裂の繰り返しも二酸化炭素濃度の変動と気温の変化に密接に関わっています(後述)。
 パンゲア以前の超大陸としては、約19億年前のヌーナ超大陸、約10〜7億年前のロディニア超大陸が知られています。
 超大陸が成立するときは、火山活動が減り、二酸化炭素濃度は減少します。

 二酸化炭素の減少と共に、その温室効果は減っていき、次第に地球表面の温度は下がってきました。
 原初においてオレンジだった空は、大気中の酸素濃度が増加するにしたがって、現在のような青い空に変わりました。酸素の増加で空が青くなる理由は、「酸素は、波長の低い青い側の光を散乱させる性質を持つから」です。

 二酸化炭素が減るということは地球から熱が逃げやすくなるということでもあります。
 約7.5〜6億年前には地球は大きな氷河期に突入しました。気温の低下により海洋表面は凍り付きます。

 地球の表面を氷が広く覆うようになると、太陽の光は氷に反射されてしまい、熱エネルギーが地球に吸収されなくなってしまいます。

 温暖化効果の減少と太陽光の反射によって、地球表面は加速度的に氷に覆われていきます。
 それ以前にも地球は何度か氷河期を迎えていたそうですが、赤道まで凍り付くことはありませんでした。
 この時の氷河は赤道周辺まで至り、あたかも地球が雪球のようになったと言われています(スノーボールアース)。
 表面を氷に覆われた地球において、生命は海底深部や地球深部で細々と再び環境が整うのを待っていました。

2.火山活動と地球の温暖化

 氷に包まれれば光も海中に差し込みません。生命は再び絶滅の危機に瀕しました。
 それを救ったのは火山活動です。地球自体の温度が下がり、マントルの温度が低下すると、温度の低下したマントル内には海水が入り込みやすくなりますマントルに入り込んだ水分はマグマを形成し、火山活動を誘発します。

 また、大陸の分裂時には活発な火山活動が起こります(後述)。

 火山活動により地球内部からもたらされた二酸化炭素により温室効果が起こりました。大陸分裂時に放出された二酸化炭素により、その濃度は現在の300倍にも達したと言われています。

 またマグマの上昇によって大陸生成がさらに進んでいきます。

 地球の核との熱のやりとりはプルームの動きによりなされます。その動きはプレートを動かす原動力となり、大陸の生成と分裂、気候の変化など生命に様々な影響を及ぼしています。