地球に鉱物が多い理由。「鉱物進化」という視点

現在、地球上には、確認されているだけで６０００種類以上もの鉱物が存在しています。

この数は、太陽系のほかの惑星と比べても圧倒的に多く、実は地球だけが特別なのです。

では、なぜ地球にはこれほど多様な鉱物があるのでしょうか。

 

その理由のひとつが、「生命の存在」にあります。

驚くことに、地球に存在する鉱物の半分以上は、生物の活動によって生まれたと考えられているのです。

 

地球は約46億年にわたる歴史の中で、何度も劇的にその姿を変えてきました。

そのたびに新しい鉱物が生まれ、多様性が増していきました。

 

宇宙が誕生したビッグバンの直後、最初に宇宙空間に現れた鉱物は、ダイヤモンドやグラファイトといった炭素の結晶だったようです。

その後、炭化ケイ素や窒化チタンなどが形成され、原始的な鉱物を含んだ「塵の玉」ができていきました。

 

太陽が生まれるころ、宇宙空間の塵の中で元素が溶け合い、鉄ニッケル合金や硫化物などができました。

こうした微粒子が微惑星に集まり、部分的に溶けたり冷えたりする中で、約250種類の鉱物が誕生したと考えられています。

 

やがて、地球は微惑星「テイア」と衝突し、その一部が吹き飛んで月ができました。

当時の地球は、黒い玄武岩に覆われていたそうです。

岩が溶けて冷えることを繰り返す中で、花崗岩が大量に生まれ、不適合元素（鉱物に入りづらい元素）を含む新しい鉱物も数多く誕生しました。

地球内部の高圧環境で生まれた鉱物も、プレートテクトニクスによって地表に現れ、鉱物の種類は約1,500種類にまで増えていきました。

 

しかし、鉱物の種類が爆発的に増えたのは、生命が誕生してからです。

約20億年前、光合成を行う藻類が登場し、大気中の酸素濃度が急上昇。

玄武岩に含まれる鉄が酸化され、地球の地表は赤く「錆びた」ようになりました。

この酸化作用や水との反応、風化などにより、2,500種類以上の新たな鉱物が生まれました。

 

その後、プレートの動きによって一度集まった大陸がバラバラになり、地球は激しい気候変動を経験します。

氷河期と温暖期を繰り返す中で、海の底には炭酸塩岩ができ、温暖な気候のもとでは風化作用により粘土鉱物が増えました。

微生物や動物の増加も、鉱物の多様性に拍車をかけました。

 

約4億年前には植物が陸に進出し、菌類とともに岩石の分解を進め、さらに多くの粘土鉱物を作り出しました。

こうして地球の鉱物は、今のような多様で豊かな姿になったのです。

 

このように、鉱物の変遷を時間軸で追う「鉱物進化」という考え方は、地球や他の天体を理解する新しい視点を与えてくれます。

たとえば、水星や月のように乾燥した星には鉱物が少なく、水のある火星はやや多め。

そして金星では花崗岩まで形成されていますが、やはり生命の存在が鉱物の多様化には欠かせない要素のようです。

 

鉱物を手がかりに、遠い星に生命の痕跡を探したり、その星がどの段階の進化にあるのかを調べたりする。そんな夢のような研究が、今も世界中で進められています。