地球の大気の中の成分は、窒素が多くを占めています。こんなにもたくさんの窒素は、いったいどこからやってきたのでしょう？
▼ 地球が誕生したとき、窒素は５％ぐらいしかなかった
図： ４６億年間の大気の変化
▼ 地球が生まれたときの大気の成分
４６億年前。地球の誕生です。地表の温度は、約１０００度で、熱すぎて、水分でできている海はありませんでした。空は、厚い雲に覆われ、空中にはほこりが舞い、太陽の光が通らず、何億年も闇の世界でした。
当時の大気は、宇宙の大気である水素とヘリウムが主でした。でもどちらも軽く、地球が熱かったこともあり、宇宙へ逃げていきやすいという背景がありました。
▼ 彗星の落下
地球誕生時期は、銀河系もまだ新しく、彗星がビュンビュン？飛び回っていました。なかには、地球に落下する彗星もありました。
そんな彗星には、アンモニアやメタン入りの氷が含まれ、氷が地表の熱で溶けたとき、大気に混ざっていきました。
やがて、彗星の落下は徐々に治まり、その後、アンモニアやメタンは増加することはありませんでした。大気中のアンモニアは分解され、窒素になりました。
疑問に思えるのは、現在の地球の大気の７８％にもなる窒素は、すべて彗星が運んできたものなのか？ということ。科学者も、このことをまだ解明していません。
▼ 水蒸気
地球誕生時は、海はまだありませんでした。では、海の水はどこから来たのか？
１） 落下した彗星に含まれていたと考えられる水分。
２） 当時、地中では、プレートの移動が活発で、それに伴って、火山の大小爆発があちこちで激しく起きていました。火山ガスの９０％以上は水蒸気です。
やがて地球は、ゆっくりと冷えていきました。それに伴い、水蒸気は雨となり、地上に何億年と降り注ぎ、海が現れました。
▼ 二酸化炭素
二酸化炭素は、やはり彗星によって運ばれてきたという説が有力です。でも、窒素よりも量が少なかった。
窒素は、大気の中にとどまり続けましたが、二酸化炭素は、雨とまじやすい性質があり、海水に溶け込んでいきました。また、岩石の物質ともくっつきやすく、プレートが地下にもぐりこんだ時に、仲良く地上から去っていきました。
▼ 窒素が大気中の大半を占めるようになった理由
窒素ですが、地球誕生時には、空気中に５％ぐらいしかありませんでした。それが、現在、なぜ７８％もあるのかの明確な説明は見つかりませんでした。
まとめ：
当時、水素やヘリウムなどの軽い成分は、宇宙に飛んで行ったり、二酸化炭素は、水蒸気や岩にくっつきやすく、海中や地中に潜ってしまい、量が減りました。一方、窒素は、化学変化を起こしにくいことから、ぼーっとしている間に大気中に取り残された（？）のかもしれません。
別の説は、火山ガスの中に窒素が含まれていた。当時は、プレートが大きく動いていて、火山活動が絶え間なく起きていました。このため、地球のおなかにたまっていた窒素が排出され、大気中に放出された。
宇宙の大気にある窒素が、地球の大気圏内に移動したのかなとも思いましたが、宇宙の大気は、水素とヘリウムが基本で、窒素があるのかどうかわかりませんでした。
▼ 窒素の重要度
地球上から窒素がなくなったらどうなるか？ですが、窒素は、DNAの材料であること、植物の栄養になることから、生物が誕生しない。一方、窒素が９４％になると、死に至る。
窒素は、農業関係者には重要な栄養素ですが、一般的には、酸素や二酸化炭素、アンモニア、メタンガスなどに比べると、認知度は、ずっと低い。
今回は、窒素について学んだおかげで、少し賢くなれて、ヽ(^o^)丿。
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