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【地球史】地球46億年の歴史

【地球史】地球46億年の歴史

更新:2016-03-10 掲載:2016-02-19 作成:三成美保

○地球の歴史

≪冥王代≫ 46億年前~40億年前

【宇宙史】ビッグ・バンから地球誕生まで

46億年前 地球誕生

46億年前 ジャイアント・インパクトと月の誕生

○地球ができて4000万年後に「ジャイアント・インパクト(火星と同規模の惑星が地球に衝突し、月が生まれた)」が起こった。

46億~38億年前 海の誕生

≪始生代≫ 40億年前~25億年前

43億年前 大陸の誕生

35億年前 生命の誕生

29~27億年前 光合成による酸素の生成→大酸化事変

○現在の地球の酸素は21%である。
27億年前に、シアノバクテリア(藍藻類)の光合成によって大量に酸素が作られるようになった。その後、24億5000万年前に、突如として大気中の酸素濃度が1万倍以上に増えた。これを「大酸化事変」とよぶ。(『地球』46ページ)

≪原生代≫ 25億年前~5億4000万年前

24億年~22億年前前 全球凍結

【解説(引用)】全球凍結と大酸化事変(大酸化イベント)

全球凍結と大酸化事変の関係については以下を参照→「全球凍結(スノーボールアース)と酸素大気の形成」(東京大学地球惑星科学杉田研究室 http://www.astrobio.k.u-tokyo.ac.jp/contents/reserch/23.html )
(引用)「この全球凍結は、今から約22億年前、7億年前、6億年前の少なくとも3回生じたと考えられており、我々グループは、特に22億年前(原生代初期)の全球 凍結に注目して研究を進めています。というのも、この全球凍結イベントが、実は、大気中の酸素の増大と深く関連していると考えているからです。(中略)我々の描く全球凍結後の表層環境変動のシナリオは、以下のようなものです。今から22億年前、地球は表面の大部分が氷で覆われる大氷河期を迎えていまし た。当時はまだ酸素濃度が低く、極寒の貧酸素状態の海洋に豊富に存在したメタンは、メタンハイドレートとして水氷の中に大量に貯蓄されていきました。やがて氷河期が終わると、メタンハイドレートが崩壊しメタンが放出されます。最初のメタンの放出は、急激な温暖化とそれに伴うさらなるメタンハイドレートの崩 壊を呼び、暴走的に温暖化が進行します。メタンの放出による超温室状態では、大陸の化学風化が盛んになります。その結果、大陸性の栄養塩が大量に海洋に供 給され、光合成生物の活動の活発化と酸素放出、つまりは大酸化イベントの引き金になったのかもしれません。」(引用:2016-03-10(青字変換は筆者による)/出典:東京大学地球惑星科学杉田研究室 http://www.astrobio.k.u-tokyo.ac.jp/contents/reserch/23.html 最終更新2015年5月8日)

スノーボールアースの想像図

19億年前 最古の超大陸(ヌーナ大陸)の誕生

6億年前 全球凍結(スノーボールアース)

5億7000万年前 「エディアカラの園」(食う食われるの関係がない)の形成

◆エディアカラ生物群の特徴
①軟体性である(殻も足も歯もない)。
②捕食性がない。
③眼がない。

≪古生代≫ 5億4000万年前~2億5000万年前

5億4000万年前 カンブリア爆発

○数百万年~1500万年の間に、現在と同じくらいの生物グループ(門)が出現した。短期間での多種多様な生物の出現を「カンブリア爆発(Cambrian Explosion)」とよぶ。
生物の特徴は、以下のとおりである。(『生命史』28-51ページ)

ElrathiakingiUtahWheelerCambrian.jpg

三葉虫の化石

◆カンブリア紀の生物の特徴
硬組織をもつ→節足動物(固い殻をもつ)の時代(魚類の台頭まで)
捕食性である。
構造色(見る角度によって色が変わる)をもつ。
「眼」をもつ。

史上最大の節足動物であるウミサソリ(最大体長2.5m)の再現図

4億2000万年前 魚類の台頭
デボン紀は「魚類時代」

ダンクルオステウス(頭部)

Early Shark.jpg

クラドセラケ(想像図)

◆デボン紀の魚類の種類
板皮(ばんぴ)魚類=頭部と身体の前半分を骨質の「よろい」で覆った魚類(「甲冑魚」ともいう)・・・(例)ダンクルオステウス(全長7m)
②無顎類(デボン紀以前から存在)
③棘魚類(すべてのひれにとげがある)
有顎類(あごをもつ魚類)=デボン紀に新たに出現
軟骨魚類(サメの仲間)・・・(例)クラドセラケ

3億9000万年前 脊椎動物の上陸

3億6000万年前 大森林の形成→「石炭」の生成

石炭紀Carboniferous period)=3億5920万年前から2億9900万年前までの時期
名前の由来はこの時代の地層から多く石炭を産することによる。この地層から石炭を産するのは当時非常に大きな森林が形成されていたことの傍証となる。

超大陸パンゲア

2億5000万年前 超大陸パンゲアの誕生

2億5000万年前 史上最大の絶滅(「P/T境界絶滅事件」)※P=ペルム紀(Permian)、T=三畳紀(Triassic)

○海洋生物の種の90%以上、陸上生物の種の70%以上が絶滅したとされる。
○その理由を説明するものとして、「ブルームの冬」仮説(東京大学・磯崎教授・1997年)があり、多くの研究者に支持されている(『生命史』86-87ページ)。

◆「ブルームの冬」仮説
①ペルム紀後期に、超大陸パンゲアの地下でブルームが上昇した(ブルームとは、マントル内部の間欠的な対流現象をさす)。
②ブルームが地球表層に達して、大規模な火山活動が発生した。
③大量の火山ガスと粉塵が大気中に放出されて、太陽光が遮断された。
④光合成生物が絶滅し、海洋中の酸素が失われていく(「スーパーアノキシア(超酸素欠乏事件)」の発生)。

○ブルームの結果、超大陸パンゲアが分裂していく。

パンゲア大陸の分裂 (出典)https://en.wikipedia.org/wiki/Pangaea

≪中生代≫ 2億5000万年前~6550万年前

2億3000万年前 三つ巴の生存競争

○中生代には3種の生物が勢力を競い合っていた。「単弓類」(哺乳類の祖先)、「クルロタラシ類」(ワニの祖先)、「恐竜類」である。最終的には恐竜が勝ち、中生代は「恐竜の時代」となる。(『地球』59ページ)

2億年前 巨大恐竜の出現と繁栄

巨大恐竜と人(右端の青)との大きさの比較、マス目は1辺1m。(出典)https://de.wikipedia.org/wiki/Dinosaurier

6550万年前 小惑星の衝突による大量絶滅

○直径10キロメートルほどの小惑星が、メキシコのユカタン半島に衝突した。このときできたクレーターは、直径170キロメートル(チクシュルーブ・クレーター)。衝突時のエネルギーは広島型原子爆弾の約10億倍、衝突地点付近で発生した地震の規模はマグニチュード11以上、生じた津波は高さ約300メートルと推定されている。
○衝突で舞い上がったちりが大気を覆い、太陽光を遮断した。その結果、生物(とくに体重25キログラム以上の生物や浅瀬にいた生物など)の大量絶滅がおこったとされる。(『地球』62ページ、『生命史』124-125ページ)

≪新生代≫ 6550万年前~現在

5000万年前 ほ乳類の台頭と繁栄

○新生代は「ほ乳類の時代」である。中生代のほ乳類は、小型・夜行性・昆虫を主食としていたが、新生代には、大型化し、昼行性となり、歯が進化する。(『生命史』128-143ページ)

5000万年前 メガリスの崩落

1400万年前 ヒマラヤ山脈の誕生

Panoramic view of Langtang Range in Nepal

インド大陸は6000㎞以上を移動し、4000万年から5000万年前にユーラシアプレートと衝突した。(出典)https://en.wikipedia.org/wiki/Himalayas

NASA Landsat-7 imagery of Himalayas (出典)https://en.wikipedia.org/wiki/Himalayas

700万年前 人類の出現
1.先史時代の世界(人類の起源・移動地図・年表)

【参考文献】
ニュートンムック別冊『地球ー宇宙に浮かぶ奇跡の惑星』ニュートンプレス、2011年
ニュートンムック別冊『生命史35億年の大事件ファイル』ニュートンプレス、2010年
ニュートンムック別冊『宇宙はどうやって誕生したのか』ニュートンプレス、2010年

○地球時計

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E8%B3%AA%E6%99%82%E4%BB%A3

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E8%B3%AA%E6%99%82%E4%BB%A3

○各時代の特徴

開始年代
(年前)
累代 [26] 概要
1万1700年 顕生代 新生代 第四紀 完新世 人類の時代。更新世末に、大型哺乳類の大規模な絶滅。氷期と間氷期の繰り返し。大規模な氷河。日本海が拡がり、弓状の日本列島となる
258万年 更新世
533万3000年 新第三紀 鮮新世 パナマ地峡形成、ヒマラヤ山脈上昇、寒冷化、氷床発達。ヒトの祖先誕生。
2303万年 中新世 生物相はより現代に近づく。アフリカがユーラシア大陸と繋がったことで両大陸間の拡散。インド大陸衝突。孤立している南アメリカとオーストラリアは、異なった動物相。日本海となる地溝帯が細長い海となり島(古日本列島)が誕生。
3390万年 古第三紀 漸新世 気候変動による大規模な海退。哺乳類の進化・大型化。日本列島に当たる部分は大陸の一部、後に日本海となる地溝帯が拡大。
5600万年 始新世 現存哺乳類のほとんどの目(もく)が出現。
6600万年 暁新世 アフリカ、南アメリカ、南極大陸は分離。ヨーロッパと北アメリカはまだ陸続き。インドは巨大な島。絶滅した恐竜の後の哺乳類、魚類の放散進化。植物は、白亜紀に引き続き被子植物が栄え、この時代にほぼ現代的な様相
1億4500万年 中生代 白亜紀 ジュラ紀から白亜紀の境目に大きな絶滅などはなく、白亜紀も長期にわたり温暖で湿潤な気候が続いた。恐竜の繁栄と絶滅。哺乳類の進化、真鳥類の出現。後期にかけて各大陸が完全に分かれ配置は異なるが現在の諸大陸の形になる。末期に小惑星の衝突が原因と推定されるK-T境界の大量絶滅。
2億130万年 ジュラ紀 パンゲア大陸がローラシア大陸、ゴンドワナ大陸へ分かれ始め、後期にはゴンドワナ大陸も分裂を開始。絶滅を生き残った恐竜が栄えた。被子植物の出現。有袋類、始祖鳥出現。ジュラ紀は現在より高温多湿で、動物・植物はともに種類が増え、大型化していった。
2億5217万年 三畳紀 パンゲア超大陸、平原化、砂漠化。気温上昇、低酸素化。恐竜の出現。紀末に76%が大量絶滅。
2億9890万年 古生代 ペルム紀 ユーラメリカ大陸とゴンドワナ大陸が衝突し、さらにはシベリア大陸も衝突しパンゲア大陸へ。単弓類の出現。紀末に95%以上の生物種が絶滅。シベリア洪水玄武岩が原因か。P-T境界
3億5890万年 石炭紀 ゴンドワナ大陸、ローレンシア大陸、バルチック大陸、ユーラメリカ大陸。シダ植物の繁栄、昆虫の繁栄、爬虫類の出現。
4億1920万年 デボン紀 両生類の出現、シダ植物、種子植物の出現。紀末に海洋生物種の82%が絶滅した。
4億4340万年 シルル紀 昆虫類や最古の陸上植物が出現
4億8540万年 オルドビス紀 オウムガイの全盛期で三葉虫のような節足動物や筆石のような半索動物が栄えた。甲冑魚のような魚類が登場。紀末に85%の種の大量絶滅。オゾン層形成。
5億4100万年 カンブリア紀 海洋が地球上のほぼ全てを覆い尽くす、動物門のほとんどすべてが出現したと考えられている。「カンブリア爆発」と呼ばれる急激な生物多様化。
6億3500万年 原生代 新原生代 エディアカラン 多細胞生物の出現。エディアカラ生物群 紀末に大量絶滅。6億年前に全球凍結(スノーボールアース)
8億5000万年 クライオジェニアン 7億年前に全球凍結(スノーボールアース)
10億年 トニアン ロディニア超大陸の分裂開始。
12億年 中原生代 ステニアン ロディニア超大陸の形成。大陸棚の拡大。シアノバクテリアの最盛期、酸素分圧(酸素濃度)が現在の10%以上まで上昇。真核生物の出現。代末に有性生殖発現。
14億年 エクタシアン
16億年 カリミアン
18億年 古原生代 スタテリアン 大陸がはじめて安定した(クラトン化)。最初の超大陸(ヌーナ大陸)出現か? 光合成により遊離酸素を放出する微生物シアノバクテリアの繁栄。大酸化イベントによる縞状鉄鉱層の形成。大部分の嫌気性微生物の消滅。ヒューロニアン氷期、22-23億年前に雪玉地球。全大陸にわたる造山活動。2回の最大級の小惑星衝突。
20億5千万年 オロシリアン
23億年 リィアキアン
25億年 シデリアン
28億年 始生代 新始生代 初期に全生物の共通祖先が現れ、細菌の祖先と古細菌類の祖先が誕生したと推定されている。藍藻(シアノバクテリア)の出現。始生代の微生物の化石(微化石)がいくつか見つかっている。
32億年 中始生代
36億年 古始生代
40億年 原始生代
46億年 冥王代 地球誕生、月の形成(ジャイアント・インパクト説)、隕石の後期重爆撃期。地殻と原始海洋ができ、有機化合物(生命前駆物質)の化学進化の結果、原始生命体が誕生したと考えられている。40億年前の岩石や44億年前の結晶が見つかっている。
累代(eon 代(era 紀(period Ma(単位:百万年)
顕生代
Phanerozoic
新生代
Cenozoic
第四紀(Quarternary 2
新第三紀(Neogene 23
古第三紀(Paleogene 66
中生代
Mesozoic
白亜紀(Cretaceous 146
ジュラ紀(Jurassic 200
三畳紀(Triassic 251
古生代
Paleozoic
ペルム紀(Permian) 300
石炭紀(Carboniferous 359
デボン紀(Devonian 416
シルル紀(Silurian 444
オルドビス紀(Ordovician 488
カンブリア紀(Cambrian 542
原生代
Proterozoic
新原生代
Neoproterozoic
エディアカラ紀(Ediacaran 630
クリオジェニアン(Cryogenian 850
トニアン(Tonian 1000
中原生代
Mesoproterozoic
ステニアン(Stenian 1200
エクタシアン(Ectasian 1400
カリミアン(Calymmian 1600
古原生代
Paleoproterozoic
スタテリアン(Statherian 1800
オロシリアン(Orosirian 2050
リアキアン(Rhyacian 2300
シデリアン(Siderian 2500

参考:上表:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E8%B3%AA%E6%99%82%E4%BB%A3(一部改変)

○超大陸

  • ヌーナ大陸 (Neuna、NunaまたはNena) あるいはローレンシア大陸 (Laurentia) : 19億年前
  • コロンビア大陸 (Columbia) : 約18億年前-15億年前
  • パノティア大陸 (Pannotia) : 約15億年前-10億年前
  • ロディニア大陸 (Rodinia) : 約10億-7億年前
  • パンゲア大陸 (Pangea) : 2億5千万-2億年前

パンゲア大陸

 

 

  • ゴンドワナ大陸 (Gondwana) : 5億-1億年前
  • ローラシア大陸 (Laurasia) あるいはユーラメリカ大陸 (Euramerica) とも : 2億-6千万年前
  • アフロ・ユーラシア・アメリカ大陸(アフロユーラシア大陸とアメリカ大陸がベーリンジアでつながれた一つの超大陸) (Afro-Eurasia-America) :1万年前まで

○氷河期

地球には、少なくとも4回の大きな氷河期があったとされる。

  • (1)24億年前から21億年前頃の原生代初期
    • 最も古い氷河期(ヒューロニアン氷期 Huronian glaciation)があったと推測されている(仮説)。
  • (2)原生代末期(7億5千万年前からのクライオジェニアン氷期)
    • クライオジェニアン(Cryogenian)は新原生代の2番目の紀である。8億5000万〜6億3500万年前に当たり、スターティアン氷期とマリノア氷期を含む。
      • スターティアン氷期 Sturtian glaciation(~7億年前)
      • マリノア氷期 Marinoan glaciation(~6.4億年前))
    • これは、過去10億年のなかでおそらくもっとも厳しいものであり、氷が赤道まで覆いつくしスノーボールアース(全地球凍結、全球凍結)を作り出した。この氷河期の終結が引続き起きたカンブリア爆発の原因になったとの説もある。
  • (3)古生代
    • 4億6千万年前から4億3千万年前にかけて、小さな氷河期(アンデス−サハラ氷期 Andean-Saharan glaciation)があった。
    • 3億6千万年前から2億6千万年前にかけて、氷河の拡大期(カルー氷期 Karoo Ice Age)があり、このときには生物の大量絶滅が起きている。
  • (4)現在の氷河期
    4000万年前の南極の氷床の成長により始まり、300万年前から起きた北半球での氷床の発達とともに規模が拡大した。更新世に向かうにつれて更に激しくなり、その頃から氷床の拡大と後退の繰り返しによる4万年と10万年の周期が世界中で見られるようになった。最後の氷期(最終氷期)は約1万年前に終った。

地球における大規模な氷河期(青) (出典)https://en.wikipedia.org/wiki/Ice_age

参考文献

大藤(富山大学)「一般地質学(講義資料)」:「第13~14話:地球史46億年間の環境変化」(PDF) http://www3.u-toyama.ac.jp/shige/geol_syl/PG13.pdf

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