惑星についての補足、まとめ(?)

地球型惑星と木星型惑星のちがいができたわけ

• 太陽系の形成初期
  • 惑星内部からのエネルギー源が無視できなかった
    • 微惑星の衝突にともなう運動エネルギーからの変換
    • 密度の大きい物質が惑星の中心部にむかうことによる 重力の位置エネルギーの解放
  • 太陽からの定常的な放射は、おそらく現在よりも弱かった。 しかし、ときどき突発的に、電磁波、あるいは陽子などの粒子が強く放出された。
  • 太陽に近いところのほうが太陽から供給されるエネルギーが多く、 惑星あるいは微惑星のエネルギー収支によって、温度が高くなりやすかった。
  • 水 (H₂O)、アンモニア (NH₃)、メタン (CH₄) など
    • 固体の氷となっていたことが多い。
    • 太陽に近いところでは、氷を主成分とする微惑星は揮発して (気体になって) しまい、 惑星形成にかかわることができなかった。
    • 地球型惑星の大気や海洋は、ケイ酸塩を主成分とする微惑星に由来し、 惑星ができてからその内部から出てきた (脱ガスした) ものと考えられている。
    • 太陽から遠いところでは、氷を主成分とする微惑星は惑星や衛星にとりこまれた。
  • 水素 (H₂)、ヘリウム (He)
    • 太陽に近いところの惑星間空間からは失われた。
    • 太陽から遠いところの惑星間空間には残り、木星・土星はその重力によってひきつけることができた。
    • 天王星・海王星ができるのはやや遅れ、そのころにはその周辺には少なくなっていた。

地球型惑星のうちの大気・海洋のちがい

• 初期の大気は、N₂、H₂O、CO₂ などをふくんでいたと考えられる。 CO、NH₃、CH₄ なども主要成分だったかもしれない。
• 太陽からの距離にともなって太陽からくる放射のエネルギー量がちがう結果、 水が気体・液体・固体のいずれになるかがちがう。
• 水星: ほとんどの大気が失われた。
• 金星
  • CO₂ は大気にある。
  • H₂O は気体 (水蒸気) として大気中にあっただろうが、現在はわずかしかない。 (おそらく太陽放射中の紫外線によって) 分解し、 水素は宇宙空間に散逸し、酸素は岩石に化合した可能性が高い。
• 地球
  • H₂O は (おそらく水蒸気大気の時期をへて) 海になった。
  • CO₂ の大部分は水にとけて、Ca²⁺, Mg²⁺ などと化合し、 石灰岩などの岩石となった。
  • また、光合成をする植物があらわれ、CO₂ の一部は、 炭素は有機化合物として岩石圏に埋没し、酸素はO₂ として大気成分となった。
• 火星
  • CO₂の一部は大気にある。
  • H₂O、CO₂ の大部分は極冠や地下の氷にあると考えられている。
  • 表面地形に、過去に液体 (おそらく H₂O) が流れていたことを示唆するものがあるが、 一次的かもしれない。

Habitable planet の問題

• 生命は、われわれの知っているDNAやタンパク質によるものにかぎられない。
• しかし、われわれは、他のしくみによる生命を知らないので、 ひとまず、生命の存在する条件として、液体の水が継続的に存在する条件を考えることが多くなっている。