宇宙からの視点で物事を考えられれば 従来とは違う地球観・人間観が見えてきます。

地球誕生の謎に迫る

東京大学大学院新領域創成科学研究科教授

松井 孝典 氏

まつい たかふみ

1946年、静岡県生れ。東京大学理学部地球物理学科卒業後、米国航空宇宙局（NASA）の月惑星科学研究所招聘研究員。東京大学理学部助手、助教授を経て現職。85年、マサチューセッツ工科大学招聘科学者。NHK特集「地球大紀行」では企画から参加し、分りやすい解説で好評を得る。86年、イギリスの科学雑誌「ネーチャー」に海の誕生を解明した「水惑星の理論」を発表、世界の学者の注目を集める。87年、日本気象学会堀内基金奨励賞を受賞。主な著書に『地球進化論』（88年、岩波書店）、『地球倫理へ』（94年、岩波書店）、『再現！　巨大隕石衝突』（99年、岩波書店）など多数。

2003年12月号掲載

微惑星の衝突により地球が誕生。形成過程を統一的に解明

──先生は地球・惑星物理学の研究を専門とされており、従来の説を払拭する地球誕生説を解明されました。現在では地球惑星科学の標準理論となっているそうですが、本日はその辺りのお話をもとに、現代の地球問題などについても、いろいろとお聞きしたいと思っております。

まず初めに、地球はいつ、どのようにして生れたのか、先生の理論と従来の理論との違いについて教えてください。

松井　かつて原始地球は、太陽系の塵が集まって誕生したといわれていました。しかし私はあるサイズの微小天体の衝突により、原始地球が生れ、さらにその後も微惑星の衝突が繰り返されたことで、現在の地球の大きさまで成長した、とその形成過程を考えたのです。

──地球は生れた当初は、どんな天体だったのでしょうか？

松井　微惑星は、秒速10キロメートルを超える猛烈なスピードで原始地球に衝突するため、大爆発を起こします。この衝突のエネルギーのすべてが、熱として溜め込まれるとしたら、地球の温度はおよそ2万−4万度に上昇します。実際には10％くらいが熱として溜め込まれますから、2,000−3,000度程度ですが、表面にある岩石は深さ数十キロメートルにわたってドロドロに溶けてしまいます。こうしたことから推測して、地球が生れたときには、「マグマオーシャン」といわれる溶岩の海に覆われた天体であったと考えられます。

──その後、原始地球に大気と海ができた過程には、どういったものがあったのでしょうか？

松井　衝突で微惑星が大爆発を起こすと、微惑星に含まれていた揮発しやすい成分が蒸発し、原始大気ができました。原始大気は水蒸気、一酸化炭素、窒素からなっており、地球の表面温度が一定まで下がると、それらが冷やされ水蒸気となり、雨となって地表に降りそそぎます。こうして海が誕生したのです。

──なるほど。先生は地球の形成を、微惑星の衝突、マグマオーシャン、そして大気や海の誕生と、統一的に解明されたのですね。

微惑星が衝突、合体を繰り返して成長し、惑星となった（写真提供：NASA）

地球システムの一つ「人間圏」。フロー範囲内の生活で長く維持へ

──ところで、「われわれ現生人類とは何か」という議論が、これまであらゆる学問で行なわれてきたわけですが、先生が考えられた新しい地球誕生説がスタンダードになると、世の中の地球観、人間観に影響を及ぼすのではないでしょうか？

松井　いいえ、そんなことはありません。地球創生が分ったからといって、人間の考え方はそう簡単には変りませんからね。人々は、宇宙から見た地球や人間を理解した上で、物事を考えたりはしません。

現代の人間が持っているのは、近視眼的にしか世の中を見られない地球観であり、人間観です。しかし、それを一歩地球の外に出て、宇宙からの視点で考えられれば、地上にいるときとは違う考え方が見えてくるのは確かだと思います。

現代という時代は、宇宙や地球、生命の歴史を、科学として語れるわけで、それを別の言葉でいい換えれば、自然という宇宙の歴史を記録した古文書を、ある程度読み解くことができるということです。私の研究とはその歴史の紐を解く作業になります。

──なるほど。宇宙からの視点は、私達に広い地球観を与えてくれることにもなるわけですね。

さて、それでは次に、現代の地球についてもお話を伺いたいと思います。先生の著書「宇宙人としての生き方」の中では、「人間圏」という言葉が使われていますが、これはどういったものなのでしょうか？

松井　われわれ人間は、地球というシステムの中に人間圏を作って生きています。人類は、狩猟採集という生き方をしている間は、あらゆる生命と同様に生物圏に属していました。しかし、農耕牧畜という生き方を選択したことで、地球システム全体の流れを変えることとなり、それは生物圏を飛び出して、人間圏という新しい構成要素を作り出すことに相当したのです。人間圏は、これまで続いてきた地球の秩序とは、全く異なる秩序を持ち込みました。

──人間圏ができたことで、地球上にいろいろな問題が起きたわけですね？

松井　そうです。人間圏は、地球システム内の物質エネルギーを利用することで維持されています。人間圏が誕生して数千年の間は、地球システムの駆動力の範囲内で生活するフロー依存型の時代が続きました。

しかし現代の人間圏は、原子力、石油、石炭、天然ガスといった駆動力を人間圏の内部に持つストック型であり、地球上で自在に物を動かすことができます。つまり、地球全体の物質やエネルギーの流れを変えてしまい、さらにシステムの構成要素までも変えてしまっているのです。

これでは地球上のものやエネルギーの流れが、われわれの欲望によって決まってしまいます。私達はもっと地球固有のフローの範囲内で生きていくことを考えなければいけないのです。

──フローの範囲内での生活とは、具体的にはどういった生活になるのですか？

松井　分りやすい例を挙げれば、江戸時代の生活です。江戸時代の人間圏では、降りそそぐ雨や太陽の光など、自然エネルギーを利用して生活していました。これにより、約3,000万−3,500万人が生きられる人間圏を維持していたわけです。こうした時代には、人間圏の大きさが変らないため、地球システムと人間圏のバランスがよく、すべての流れは地球が決めていたのです。

──われわれは一見豊かに暮らしているように見えますが、実は地球エネルギーを食いつぶしながら、ある意味これが豊かさだと、誤った思い込みをして生活しているわけなのですね。

松井　そうですね。現代人は脳の内部に共同幻想を作って、それがあたかも真実だと思い込んで、いろいろなことを行なっているのです。

20世紀の人間圏は100年で4倍の大きさに増えました。このペースで増えれば地球システムのバランスが崩れて、未来が大変なことになることは、お分りになると思います。

地球はどのような星か 知求ダイヤグラム2（イラスト提供：（株）スタジオアール）。地球を構成する物質圏を、「人間圏」、「生物圏」、「地球」、と分けて示す。それぞれがいつ 誕生したかは時間軸上に示される。地球システムの構成要素は、「海」、「生物圏」と次々に増えてきた。現代は「人間圏」が誕生した時代

当面のテーマは生命の誕生。惑星衝突が重要な意味を持つ

──今後はどんなテーマに取り組まれるのでしょうか？　先生が現在ご研究されていることと合せてお伺いしたいと思います。

松井　地球の誕生についてはおおよそ解明できたので、次は生命の誕生について研究したいと思っています。微惑星が衝突したことで地球が生れ、大気や海が生れました。これらに共通する物理現象は天体衝突です。

生命の源となる物質が宇宙にあることは分っているので、それらがどのように地球に持ち込まれ結合して、DNAを持つ生物になったのかを突き止めたいのです。現在は地球に大気や海や生命をもたらした微惑星の衝突現象を再現する実験を行ない、その物理・化学過程を解明しているところです。

これまで誰も関係しているとは思わなかったようですが、私は微惑星の衝突が、生命の起源に重要な意味を持ったと考えています。

──そのご研究は、具体的にはどのように…？

松井　地球にぶつかる微惑星のスピードは、最低でも秒速11キロメートルはあります。現在は秒速20キロメートルの衝突現象を再現できる装置を作っているところで、衝突に伴ってどんな物質が作られるのか、分析する研究に取り組んでいます。

──先生は理論を組み立てられた他にも、世界中に足を運ばれてクレーターの調査などもされてきました。これからはいよいよ、これまでの調査を確かめられる実験の段階に入ったわけですね。

松井　そうですね。実際に微惑星衝突の実験ができれば、原始地球で何が起こったのかが解明できますからね。

とりあえずは衝突を再現する装置として超高速衝突銃を開発しなくてはなりません。しかし、通常想像するような秒速300メートル程度のライフル銃などではスピードが足りません。といって、電子や陽子を加速させる素粒子実験だと、秒速30万キロメートルちかい速度となって速すぎてしまいます。実のところ、その中間のスピードでの衝突を再現するのが難題なのです。

──壮大な実験なのですね。そうなると、実験にはやはり高額な費用がかかるのでしょうね。

松井　はい。研究費は年間5000万円くらいなのですが、実際には国からの予算がとれず苦労しています。現在は、民間の志のある方から寄付をいただいて、研究を行なっている状態です。

この実験が実現できれば、地球、大気、海、生命などの起源を解明できるだけに、なんとしてもやり遂げたいと思っています。

──なるほど。今後の先生のご研究によって、これまでの理論的証明が、実験による証明へとなるわけですね。人類が、未来に向かってどうなっていくのか非常に興味が湧いてきました。成果を期待しております。

本日は楽しいお話を、どうもありがとうございました。