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水が液体として存在できる条件

Posted By tanizaki On 2007年8月22日 @ 10:53 PM In 未分類 | 1 Comment

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水は生命に必要不可欠である。水素結合と呼ばれる特徴的な性質を備えているからだ。水素結合には、分子同士を緩やかに結びつける利点がある。この為、様々な物質を溶かす有効な溶媒となる。水は生命活動に必要な化学反応の場を提供しているのである。
ところで太陽系を観測すると、水が液体で存在するのは我々の住む地球だけである。生物が進化できるくらい長期に渡って、惑星上に水が液体として存在する為には、どのような条件が必要となるのだろうか?
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■太陽からの距離
太陽からの距離によって、惑星が受けるエネルギー量が変わる。太陽から近い金星の地表温度は460度であり、水は蒸発してしまう。逆に太陽から遠い火星の地表温度は-60度であり、水は永久氷土として凍結してしまう。水が液体として存在できる領域は、太陽から地球までの距離の0.9~1.3倍の間である。生命が存在できる限られた領域=ハビタブルゾーンに、偶然にも地球は位置しているのである。
■惑星の大きさ
太陽からの距離が同じでも、惑星質量が小さいと、大気を維持する重力が弱く、水を失うスピードが速くなる。逆に惑星質量が大きいと厚い大気を形成し、温室効果により灼熱の星になる。水を地表に保持するためには、現在の地球の0.85~1.33倍の大きさとなる必要がある。
■太陽の大きさ
地球を例に考えると、高等生物に進化するには30億年の時間が必要となる。恒星の寿命はその質量で決まる。質量が大きい星は燃料の消費速度が早く、寿命は短い。太陽質量の1.2倍以上の星は寿命が30億年未満となる。逆に質量が小さいと、放出エネルギーが少なく、また不安定となる。長期に渡り、安定したエネルギー放出が可能な条件は、主星の質量が太陽の0.8倍~1.2倍と言われている。
長期に渡り生命を宿し、生物進化が可能となった惑星=地球。その奇跡は、恒星や惑星の位置、大きさが、偶然にも、水を液体として保持できる条件に当てはまったからなのである。
タニザキ


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