학문의 역사와 장래

약46억년 전에 막 탄생한 지구에서는, 대량의 운석이 떨어져, 지표는 마그마바다가 되어 녹고 있었다. 그 후 점차 온도가 내려가고, 대량의 비가 내려 바다를 형성하고, 거기에 생명의 탄생, 생명의 육상으로의 진출 등 지구는 진화해 갔다. 이것들의 기록은, 우리들 주위에 굴러다니는 화석이나 지층 중에 쓰여져 있다. 이것을 해독하려고 하는 학문이 전통적인 지질학이나 고생물학, 광물학, 화석학 등으로 불려지고 있는 분야이다. 이들 학문은 최초, 광물이나 생물을 다루는 박물학으로서 그리스 시대에 시작되어, 18세기말에는 지구의 역사를 다루는 근대지질학으로 발전해 갔다. 찰스 라이엘의 ‘제일설’ “현재는 과거를 푸는 열쇠이다”라는 생각이 생겨난 것도 이 시대이고, 이것은 종래의 크리스토교적인 자연관과는 달리, 지구상의 자연계는 지금도 과거도 똑같은 자연법칙에 따라 움직이고 있다라는 것이었다. 이것은 후년, 다윈의 진화론을 생겨나게 하는 직접적인 원인의 하나이기도 했다. A.베게너가 915년에 제창한 ‘대륙이동설’은, 대서양에 걸친 양 대륙은 이전에는 붙어 있었고, 고생대 이후에 분열했다라는 것으로서, 지구표층의 움직임을 통일적으로 설명하는 판구조론의 근간이 되었다. 20세기 중반 이후, 심해의 탐사방법, 각종 측정장치나 이론의 발달과 함께, 인간이 달에 도달하고, 판구조론에 기초한 근대적인 지구과학이 확립되었다. 이 시대에서는 아메리카를 중심으로, 지질학과 지구물리학, 지구화학, 해양학, 생태학 등의 인접분야 사이에 울타리를 걷었고, 공동으로서 연구해 나아가자는 기운이 높아져 갔다. 지구과학의 중요성은 일본에서도 인정되어, 1975년경부터 각지의 대학에 지구과학관련학과가 신 ·증설되어갔다. 더욱이, 20세기말부터 자연재해나 온난화, 산성비 등의 지구환경에 대한 관심이 급속히 높아져, 인간생활에 이어지는 지구과학으로서, 지구환경학 또는 지구시스템학으로 확대 발전해 오고 있다.
이하에서는, 현재의 대학에서 행하여지고 있는 지학계의 교육 ·연구를 총괄하여 지구환경학으로 부르도록 하겠다.
최근 30년간의 지구환경학의 진보는 놀랄 만큼 훌륭한 것이 있다. 그것은 판구조론의 출현과 탐사기술의 혁신에 의해, 복잡하게 보이는 자연현상도 실제로는 몇 가지 기본적인 운동과 반응의 조합으로 발생하고 있다는 것이 명확하게 되었다. 그리고, ‘왜 해구가 존재하는가’ ‘어떻게 해서 지진이 발생하는가’라는 의문에 대해 어느 정도 답할 수 있게끔 되었다. 그러나, 지구의 형성사, 물질순환, 생명의 발생 ·진화 등, 지구에는 아직까지 다 해명되지 않은 수수께끼가 많이 있다. 또한, 지진이나 화산분화의 예지, 지구온난화, 산성비문제 등, 지구환경학이 신중하게 대응해야 하는 많은 과제가 있다.
현대의 지구환경학에서는, 이용할 수 있는 한의 지식과 기술을 사용한다. 예를 들면, 미세플랑크톤화석의 형태는 전자현미경으로 관찰하고, 그 껍질에 포함되어 있는 탄소칼슘 중에 산소동위체를 질량분석계로 측정하는 것에 의해 당시의 해수온을 복원할 수 있다. 이들 대량의 데이터를 정리하는데, 수리통계를 이용하는 경우도 있다. 지구를 만드는 고체물질, 즉 화석의 연구는, 화석을 현미경을 사용하여 기재 ·분류하는 것으로부터 시작되지만, 그 성인을 논의하게 되면, 고체물리나 무기화학의 소양이 필요하게 된다. 지진파를 해석하기 위해서는 탄성체력학이나 미적분 지식이 요구된다. 이와 같이 새로운 과학기술이나 타 분야와의 연대가 새로운 연구분야를 열어 왔다.
한편, 인공위성이나 혹성탐사기 등 고도의 원격탐사기술의 발달에 의해, 우리 태양계나 우주의 관한 지식은 비약적으로 증대되고, 이것이 또 지구에 관한 이해를 깊게 했다. 예를 들자면, 금성탐사기나 화성탐사기가 가져온 이들 혹성의 대기에 관한 정보는, 원시 지구대기의 연구에 있어서 빼놓을 수 없는 것이 되고 있다. 어쩌면 역으로 지질학이 최선단의 우주탐사에 크게 관련되어 있는 경우도 있다. 이를테면, 토성의 혹성, 타이탄으로부터 보내져 온 사진을 해석하는 것은 NASA에 관계한 지질학자이며, 달에서의 운석의 충돌이나 마그마의 분출사건을 명확하게 한 것도 지질학자이다.
이와 같이, 지구환경학은 언제나 새로운 지식과 기술을 받아들여, 어쩌면 그 지식을 주위에 부여하면서, 새로운 발전을 계속하고 있다. 그림을 보면, 인간사회와의 관계가 강한 것이 지구환경학 또는 지구시스템학으로서, 우주와의 관련이 강한 것이 지구혹성과학이라 할 수 있다.

전 지구적 시야로 생각하기 : 시대의 요청에 들어맞는 지구환경학

2004년 12월 발생한 수마트라 해역의 지진과 해일은, 주변제국의 많은 인명을 빼앗았다. 동년 10월 추에츠 지진이나 1995년 1월에 발생한 효고현 남부 지진은, 누구도 예상하지 못했던 지역에 많은 인명과 생활기반의 손실을 가져왔다. 또한, 2000년 우스산의 분화나 동년 6월부터 시작된 미야케섬의 분화, 1993년 운젠다케의 분화에 의한 큰 재해가 발생했다. 대지진, 해일, 화산분화는 매우 격렬한 자연현상의 하나이지만, 이러한 것들의 피해를 최소한으로 하기 위해서는, 지구의 관한 폭넓은 기초지식을 가지고, 전지구적 시야로 그러한 문제와 씨름해야 할 필요가 있다.
이것들을 다루는 학문이 지구환경학으로서 발전해 오고 있다. 지구환경학에서는 우리의 생활과 밀접하게 묶여있는 이와 같은 자연현상을 다루고, 그 실태를 알기 위해서 신중히 대응해야 한다. 그러나, 지구환경학은 이와 같이 신변에 관계하는 문제만을 다루는 것은 아니다. 요즈음 뉴스 등을 통해, 온난화, 산성비, 오존홀 등, 지구에는 많은 문제를 갖고 있다는 것을 통감한다. 이와 같은 문제는, 비단 일본만이라는 좁은 시야로는 해결 할 수 없다. 여러분은 “Think Globally, Act Locally”라는 말을 들어본 적이 있을 것이다. 이것은 ‘지구규모로 생각하여, 발끝에서부터 행동하기’라는 의미인 것으로, 특히 지구환경학 분야에서 점점 더 사용되고 있다. 미화석이나 작은 광물을 연구해 나가면서도, 그 중심에는 지구규모의 환경문제나 보편적인 법칙성이 내재되어 있다. 지구환경학에서는 언제라도 전지구적시야를 가지고 자연현상을 다뤄 갈 필요가 있다.
지구는 크고 복잡한 변화에 자원, 화학이 비약적으로 진보한 오늘날에서도, 그 실태는 큰 수수께끼를 감추고 있다.

지구는 어떻게 해서 탄생하게 되었는가?

바다는? 산은? 혹은 지구의 미래는? 이러한 수수께끼를 푸는 지구환경학의 연구는 추리소설과 같은 재미를 가지고 있다. 게다가, 그 연구성과는 직접적으로 우리들의 생활로 이어진다. 예를 들면, 해양저의 퇴적물의 성질이나 화석을 연구하면, 판구조론에 근거하여 고대시대의 대륙과 해양의 위치관계나 당시의 기후를 복원하는 것이 가능하다. 더욱이, 당시의 해류가 어떻게 되어 있었는가, 어떤 해역에서 많은 플랑크톤이 번식하고 있는가 등을 추측할 수 있다. 이러한 정보는, 지구환경의 변천을 알기 위해 중요한 것뿐만이 아니라, 석유자원의 탐사에도 중요한 힌트를 준다.
21세기에 들어서면서 인구가 증가해 가는 지구에서, 전지구적시야로 생각할 필요는 점점 더 늘어 갈 것이다. 지구환경학은 확실히 시대의 요청에 들어맞는 학문이다.

커리큘럼과 요구되는 학생

고등학교의 지학에서는, 지구가 우주의 일부, 태양계의 일원이라는 것을 이해할 수 있도록, 천문학을 포함해서 보다 더 넓고 깊게 생각하고 있다. 한편, 대학에서는 역사적인 경위 등에서부터, 고등학교 지학에 포함되어 있는 다양한 학과목을 전부, 하나의 학과에서 교육 ·연구하는 경우는 거의 없다고 할 수 있다. 특히, 천문학이나 기상학은 물리학과에 포함되어 있는 경우가 많기 때문에, 주의가 필요하다.
현재, 이학부 혹은 이공학부에서 개설하고 있는 지학관련학과에서 행해지는 교육 ·연구를 정리하면 그림과 같다. 물론, 이것 전부를 망라한 학과는 거의 없다. 각 대학은 각각의 교육목표에 응하여, 몇 가지의 학문분야를 조합하여 독자성을 나타내고 있다.
대학에서의 수업은, 큰 틀 가운데서 스스로 선택할 수 있는 시스템으로 되어 있다. 먼저, 최초 1년 혹은 1년 반은 주로 일반교육(교양교육)을 배운다. 이것은 어학을 시작으로, 폭넓은 학문분야의 선생님으로부터 각각 전문적인 부분으로 들어가는 입구 부분을 배우게 된다. 부디 적극적으로 수강을 해서, 글로벌한 관점으로 생각 할 수 있도록, 또한 그 후에 전문을 살릴 수 있도록 해 주길 바란다. 또한 전문과정에서는, 그림에 있는 전문과목 중 몇 가지에 대하여, 먼저 기초적인 지식부터 배우게 된다. 많은 지학계대학 ·학부에서는 역사적인 흐름으로부터, 혹은 지구를 구성하는 대부분은 암석군이기 때문에, 그 교육 ·연구의 기초를 지질학에 두고 있다. 따라서 전문과정에서는, 암석이나 광물의 분류, 혹은 지질시대의 변천 등의 틀 등으로부터 시작하는 경우가 많다. 대학에서는, 고등학교 지학을 이수하지 않은 경우도 생각하여 수업을 진행하는 것이 일반적이다. 따라서 전문이 시작한 시점에서는, 모두 같은 지식을 가지고 있을 테지만, 1년이 경과하면 많은 차이가 벌어지게 된다. 그 이유중의 하나는, 고등학교 혹은 그 이전의 지학에 관한 지식이나 흥미가 그 차이를 초래하고 있을 지도 모른다. 그러나, 전문 기초지식을 제대로 이해하고 다음으로 이어 갈 수 있는 노력의 차이가 그 후의 전문교육을 배우는 자세에 나타난다. 조금씩 쌓이는 노력과 전문분야를 넓고 깊게 배우려고 하는 의욕을 잊어버리지 않고 열심히 하기 바란다. 그렇게 하면 4학년 때 행하는 졸업연구에서는, 연구실의 선생님이나 선배들과, 전문적인 이야기를 할 수 있게 되고, 그 분야의 최선단에 이르는 것도 그다지 어려운 것이 아니다.
지구환경학은 수비범위가 넓은 학문이기 때문에, 자연과 인간사회에 대해서 이과적인 흥미를 간진 사람이라면, 분명히 자신에 적합한 분야를 발견할 수 있다고 확신하고 있다. 공부하는 내용도, 중학교 ·고등학교에서 배운 지학과는 상당히 다른 것이다. 고등학교에서 물리, 화학, 생물은 이수했지만, 지학은 배우지 않았다고 해서 걱정할 필요는 없다. 고등학교에서 문과계의 공부를 해온 학생도, 자신이 잘하는 분야를 살릴 수 있는 길이 분명히 있다. 오히려, 전문서적을 읽거나 논문 ·레포트를 쓰거나 하는 것에 관하여는 문과계 쪽이 더 적합하다고 말할 수 있다. 그리고, 요구하는 인재로서는, 지구와 그 자연의 모습을 관찰하는 것에 강한 호기심을 가지고 있는 학생, 혹은 과학의 본질을 이해한 후에, 여러 가지 발상을 할 수 있는 향학심을 가진 학생이라고 할 수 있다. 이것은 이학계 전체에 해당하는 것이기도 하다. 게다가, 대학생활을 유익하게 지내기 위해서도, 친구와 교관과의 관계 가운데, 사회적으로 성숙하려고 하는, 의욕과 협조성이 있는 사람을 바라는 것은 말할 것도 없다.

지구전체를 배우는 지구환경학이 메인

지구내부의 구조에서부터, 지구의 표층부의 현상을 연구, 거기에다 태양계혹성의 구성물질이나 구조까지, 여러 가지 관점과 수법에서 연구를 진행한다. 지구과학과나 지질과학과 등을 대표적으로 꼽을 수 있다.
또한, 지구환경문제나 자연재해, 지구자원을 포함하는 지구환경학과, 지구의 성장이나 현재의 모습, 혹성의 형성과 진화 프로세스에 대하여 연구하는 지구혹성과학과나, 지권, 수권, 대기권의 여러 가지 현상을 파악하고, 그 사이에서 일어나는 상호작용을 생각하는 등, 지구에서 일어나는 현상을 시스템으로서 학습을 하는 지구 시스템 과학과 등이 있다.
그 이외에도, 물질의 성능과 반응을 분자나 원자 수준에서 추구하는 화학과, 지구 ·우주 수준의 현상을 탐구하는 지구과학을 유기적으로 묶어서 배우는 화학 ·지구과학과, 인류공유의 자산인 해양자원의 개발을, 지구환경과의 조화를 도모하면서 추구하는 해양자원학과를 설치한 대학교도 있다.