生物地球化学

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生物地球化学(せいぶつちきゅうかがく、英語:biogeochemistry)とは、地球上の自然環境生物圏水圏土壌圏大気圏リソスフェアなど)の複合的な化学的/物理学的/地球科学的/生物学的過程や反応に関する科学的研究を行う分野である。また、地球を構成する物質エネルギーの時間的・空間的循環についても研究する。生物地球化学はシステムズシンキングの一種である。

研究領域[編集]

生物地球化学を研究するグループは世界中の大学にある。学際領域的であるため、実際の学科名は様々であり、大気科学、生物学、生態学環境化学地質学海洋学土壌学などの学科で研究されている。また、より大まかな分野である地球科学や環境学の一部とされることも多い。

炭素酸素窒素リン硫黄といった元素(およびそれらの安定同位体)の生物地球化学的循環(biogeochemical cycle)の研究が盛んである。また、微量金属(trace metal)や放射性同位体といった微量元素(trace element)の循環も研究されている。これらの研究は鉱床油田の探査、公害対策などに応用されている。

生物地球化学の重要な研究領域として、以下のものがある。

歴史[編集]

生物地球化学の創始者はロシア人科学者ウラジミール・ベルナドスキーである。1926年、彼の著書 The Biosphereドミトリ・メンデレーエフの業績を受け継ぎ、地球全体を生命体として定式化した。ベルナドスキーは宇宙を3つの圏(sphere)に分類し、それぞれに独自の進化の法則があり、上位の圏が下位の圏に影響を与えるとした。

  1. 非生物圏(Abiotic sphere) - 非生物のエネルギーや物質の過程
  2. 生物圏(Biosphere) - 生物圏に生きる生命の過程
  3. 叡智圏(Nösphere) - 人類の認知的過程

人類の活動(農業工業)は非生物圏や生物圏に変更を加える。現代においては、人類が他の2つの圏に及ぼす影響は地質学的な力に匹敵している(Anthropocene)。

初期の歴史[編集]

アメリカ人の陸水学者にして地球化学者の G. Evelyn Hutchinson が、この新たな学問分野の領域と原則の概略を確立した。その後、イギリス人科学者ジェームズ・ラブロックが「ガイア理論」の名称で生物地球化学の基本原理を再定義し、一般化させた。ラブロックは生命過程がフィードバック機構によって地球を住みやすく保とうとするという考え方を強調した。

参考文献[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]