井田 喜明 (2014) 地球の教科書

  • 井田 喜明, 2014: 地球の教科書。岩波書店, 225+5 pp. ISBN 978-4-00-006251-0.

地球科学の入門教科書。高校の「地学」の範囲とくらべると、宇宙・天文の分野は太陽系の中にかぎっているが、そのほかは大まかに全体をカバーしている。

2014年の新刊で、わたしは地学を教える参考に読もうとして買ったのだが、担当する授業は地学といっても大気・水圏の範囲のものばかりだったので、あとまわしにしてしまった。2017年9月になって、大学で地学概論の授業をする可能性が出てきたので、その教科書になりうる本をさがした。おおぜいの分担執筆の本もあるが、著者の個性が出ていないものはおもしろくないし、個性が強く出ているものは著者以外の人の授業では使いにくい。ひとりで地学全体について書くのはむずかしいことだが、それをやっている新しい例はないかと思ったら、すでに買ってあったこの本があったのだった。

著者は固体地球物理を専門とし、そのうちでも火山に関して、研究や、行政への助言をしてきた。本書はそういう著者の特徴が出た概論書だ。

第1章は、ひとまず時間による変化をあまり考えないで、地球を概観している。太陽系から話を始め、その中で太陽そのものについても説明している。そして、われわれにとっては上から下へ、磁気圏、大気、地表(海洋と大陸)、そして地球内部の成層構造と物質組成について述べている。

第2章では、地球形成以来の歴史を概観しようとしている。地球や惑星の形成、海の形成、そして生物の発生と進化。古生物についてはそちらが専門の人ならば詳しく書かないではいられないところだろうが、地球物理学者らしく、光合成などのエネルギー取得の方法の進化と、生物種の大量絶滅事件とに話題をしぼってしまっている。固体地球の歴史については、大陸の移動と離合集散から、プレートテクトニクス、そしてマントル対流に話を進めている。

第3章は、地震と火山について、純自然科学的知見から、防災の基礎となる科学知識に話を進めている。著者の専門にかかわるところなので、地学概論にしては詳しい。3章の終わりの部分とあとがきで地震予知や噴火予知についても論じている。わたしにはよしあしを判断するのはむずかしく、これを教科書にして授業するならば「井田先生はこう言っている」という形で紹介するしかない。火山に関するところでは、小節の題目に「多様な顔をもつ噴火」「噴火は災害も多様」と書いている。こういう表現が出てきたのは、火山防災の議論で特定の火山に関する知見を別の火山に無理にあてはめてほしくないという思いがあるのではないか? と思った。

第4章では、大気と海洋の物理を概観し、気象災害と、気候変動(地球温暖化を含む)と人類の持続可能性の問題につなげている。

本書は、大気・水圏が専門でない人の著書にしては、大気・水圏の話題をよくとりあげていると思う。しかし、わたしの授業の教材としては使いにくいと思った。題材に関する不満もいくらかはあるが、おもに、題材が出てくる順序がうまくないと思うのだ。

第1章では、まず大気の成分が出てくる。それから地表面のところで気候には空間的多様性があるという話になるのだが、それをケッペンの気候区分図を材料として説明している。(これはむしろ、生物圏を説明してから気候がその制約条件となるという話にするべきだったと思う。この件についてのわたしの考えは[別ブログ2016-11-01の記事]参照)。気候の空間的多様性の原因として大気の大循環の話題も少し出てくるのだがその詳しい話は第4章なのだ。また、第1章の地表のところでは海の存在は前提となっているが、海が成立している温度などの条件に関する話は第2章にあり、そこで初めて地球の放射エネルギー収支の話題も出てくる。古生代以来の億年の時間規模での氷床の消長の話は第2章にあり、原因については詳しくないが二酸化炭素の温室効果は話題に含まれている。しかし第四紀の万年の時間規模での氷床の消長の話は第4章にある。

第4章の最初の部分は、大気の大循環を主題として、よくできた教材だと思う。まず放射収支の緯度による不均一が大気循環の駆動力になっていること、次に地球の自転の効果であるコリオリの力の話がある。次に、温帯低気圧(と、簡単に、熱帯低気圧)のしくみを説明したあと、大気の大循環の説明に進む。熱帯ではハドレー循環、温帯では温帯低気圧をともなう偏西風の蛇行が主役であることが説明される。(「ロスビー循環」ということばも使っているが、これは「循環のイメージにはあまりそぐわない」とも言っている。) このあたりは、わたしが教えたい内容でもある。著者は、わたしが教わった先生たちと同じ集団に属する大気・海洋の力学の研究者から知識をしいれているはずだ。ただ、高緯度についてハドレー循環と同じ向きの「極循環」があるとし、その理由を緯線が短いので傾圧不安定が起こりにくいからとしているのは、わたしは疑問に思う(と言っても代わりにどう教えるべきかはわからないのだが)。

ここまでは季節変化は考慮されていない。雲・降水のしくみを簡単に述べたあと、季節の話になる。ところが「季節はどのようにつくられるか」と言いながら、すぐに大陸・海洋の熱的コントラストによる季節風(モンスーン)の話になってしまう。季節ができるしくみを述べるならば、まず、もし地表面が一様であっても、(第4章の最初に述べた)放射収支の緯度による不均一が南北にずれるので、大気大循環の形も南北にずれることを述べたうえで、二次的特徴として海陸分布の効果を述べるべきだろう。この点はとても残念だが、補足修正はむずかしくなさそうだ。

第4章の終わりの部分の気候変動の話題は、エルニーニョ・南方振動、氷期・間氷期サイクル、人間活動起源の地球温暖化の話がそれぞれあって、相互にどうつながるのかはよくわからない。しかしこれはページ数の限られた概論ではやむをえないことかもしれない。

折り返しのあとに目次をつける。

== 目次 ==
はじめに
目次
第1章 地球はどんな星か
– 1.1 太陽系
– – 1. 太陽系を支配する秩序
– – 2. 光と風を発する太陽
– – 3. 宇宙探査で描かれる惑星や衛星の姿
– – 4. 太陽系外惑星
– 1.2 地球の大気と表層環境
– – 1. 磁気圏
– – 2. 大気圏
– – 3. 大陸と海洋
– – 4. 水の生み出す多様な表層環境
– 1.3 地球の内部をのぞく
– – 1. 地球の内部をどう調べるか
– – 2. 地震波で見る地球内部の姿
– – 3. 固体地球の構成物質
– – 4. 地球内部の温度
– – 5. マントルは流動する
第2章 地球はこうつくられた
– 2.1 宇宙の塵から誕生
– – 1. 太陽系の形成
– – 2. 初期の地球
– – 3. 地球の年齢
– 2.2 海が地球を変えた
– – 1. 水の惑星
– – 2. 惑星大気の起源
– – 3. 海の役割
– – 4. 温暖な表層環境の形成
– 2.3 生命の織り成す世界
– – 1. 地質年代表
– – 2. 生命の誕生
– – 3. 生物の進化
– – 4. 生物種の大量絶滅
– 2.4 固体地球表層部の変遷
– – 1. 海洋底の拡大と大陸の移動
– – 2. プレートテクトニクス
– – 3. ホットスポットと洪水玄武岩
– – 4. 大陸地殻の成長
– – 5. 氷河の消長
– 2.5 地球内部の活動
– – 1. プレートの実体
– – 2. プレート運動とマントル対流
– – 3. マントルの上昇流
– – 4. 外核の対流と地磁気
第3章 地震と噴火に備える
– 3.1 地震と噴火はどんな現象か
– – 1. 地震や噴火はどこで起こるか
– – 2. 地震の原因は断層すべり
– – 3. 多様な顔をもつ噴火
– – 4. 沈み込み帯の地震と火山
– – 5. 地震と噴火はなぜ起こる
– 3.2 地震と噴火が起こす災害
– – 1. 地震による揺れと災害
– – 2. 噴火は災害も多様
– – 3. 津波はどんな現象か
– – 4. 東日本大震災をふりかえる
– 3.3 予知と防災にどう取り組むか
– – 1. 防災の仕組み
– – 2. 地震や噴火の発生は周期的か
– – 3. 前兆現象を検証する
– – 4. 地震予知の葛藤
– – 5. 地震予知に展望はあるか
第4章 地球環境で暮らす
– 4.1 大気の運動
– – 1. 大気の運動の駆動力
– – 2. 大気の運動を曲げるコリオリ力
– – 3. 高気圧と低気圧
– – 4. 大気大循環の様式
– 4.2 大気の運動がもたらす気象現象と気象災害
– – 1. 雲や雨ができるわけ
– – 2. 豪雨や暴風はどんなときに発生するか
– – 3. 季節はどのようにつくられるか
– – 4. 気象災害の原因と対策
– 4.3 気候変動と人類の未来
– – 1. 海が関与するエルニーニョ南方振動
– – 2. 氷期と間氷期
– – 3. 地球温暖化は人類の責任
– – 4. 資源を未来に
あとがき
参考文献
索引

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