ニュー・ホライズンズの成果によって、冥王星のこれまでの知見を、書き換えかねればならないことが、いろいろでてきました。冥王星は古くから馴染みがあるのに、もっと未知の天体でもありました。その実態がようやく明らかになってきました。
前回はニュー・ホライズンズのデータがすべて到着したという話をしました。その解析は現在進められているはずです。ここでは、ニュー・ホライズンズが上げた成果で現在わかっていることを見ていきましょう。
まずは、画像でしょう。初めて目にする鮮明な画像から、冥王星と衛星のカロンの表面が明らかになりました。その姿は、ハッブルの撮影していたぼんやりとした画像からは、想像もつかないほどの複雑さをもっていました。
冥王星は、活動を終えた天体ではなく、現在も地質学的変化が継続しており、新しくできた地形があることがわかりました。その代表ともいえるのが、1000kmにおよぶハート型の氷河です。氷河の氷は、窒素からできているようです。ハート型氷河は、現在の太陽系で知られている最大のものとなります。また、冥王星には大気があり、もやとして存在し、気圧が変化していることもわかっていました。そして大気はあまり宇宙空間に逃げず、冥王星に留まっていることもわかりました。大気は青色をしています。
衛星のカロンでもいろいろ発見がありました。カロンにも地質学的な変動があったことがわかってきました。赤道にそって帯状の地形があります。そのような地形は、海が凍ったときにできる可能性があり、かつてはカロンにも海があったのではないかと考えられています。またカロンの北極付近には、暗い領域が見つかっています。「モルドー（Mordor）」と呼ばれていますが、その起源はよくわかっていません。冥王星の大気から由来しているのでは、という考えもあります。
このような画像の情報に加えて、大量の観測データが現在では届いています。その解析が進行中のはずです。成果がでれば、冥王星やその衛星の起源などがさらにわかってくると思います。
現在、ニュー・ホライズンズは、また休眠モードにはいっています。そして新たな任務として、エッジワース・カイパーベルト内の天体（2014 MU69）を観測するため向かっています。2014 MU69は、冥王星から4億8000万kmも離れています。到着予定は、2年後の2019年1月1日になっています。
また、大きな成果が上がることと期待していましょう。
・太陽系外縁天体・
ニュー・ホライズンズの次なる目的地は、
太陽系外縁天体と呼ばれるもので、
エッジワース・カイパーベルトとされるところです。
ここは彗星になって飛んでくる天体などが多数あるところです。
近年多くの天体の発見もなされています。
多数の天体があるのはわかっているのですが、
その実態は、だれも見たことがありません。
もしたどり着き、観測できたら、快挙となることでしょう。
ニュー・ホライズンズが順調に目覚め、
再度の観測できればと思います。
この観測衛星は、2006年に打ち上げられていますので
10年以上、過酷な宇宙空間に滞在しているのです。
観測装置が壊れていなければいいのですが。
・この時期は・
北海道は大学だけでなく
多くの学校の冬休みが明けました。
大学は、いち早くスタートしています。
早くはスタートしたのですが、
1月下旬には講義が終わります。
続けて定期試験シーズンがはじまります。
2月には入試もはじまるので、
なかなかタイトなスケジュールになります。
教職員はこれから慌ただしい日々が続きます。
でも、教員は授業がないので、時間的束縛が減るので
自分の仕事ができる時期でもあります。
やりたいことは色々あるのですが、
どこまでやり、できるかは、自身の努力次第なのですが。
2017年1月19日木曜日
2017年1月12日木曜日
EarthEssay 5_146 ニュー・ホライズンズ 1：送信完了
記憶の薄れている方も多いかもしれませんが、ニュー・ホライズンズという冥王星探査機は、近年、科学界に大きな話題を提供しました。気の長い探査計画と、根気よく待ち続ける研究者たちの思いを紹介しましょう。
ニュー・ホライズンズ（New Horizons）、「新しい地平」という名称をもった人工衛星は、冥王星探査を目的として、2006年に打ち上げられました。9年におよぶ長旅をして、2015年にやっと冥王星までたどり着きました。冥王星は太陽から離れているため、ソーラー発電を利用できませんので、原子力電池が使用されています。
移動の間は、探査機は休止状態になります。途中に天体があると観測はしていましたが、約半年に一回のペースで、定期的に再起動と点検がなされ、2014年12月6日に冥王星が近づいたので、休眠モードから再始動させられました。
2015年1月15日から観測を開始し、2015年7月14日には冥王星に最接近し、その後も観測を続け、2016年1月で探査を終了しました。しかし、観測データはその後も送り続けており、2016年10月28日に、やっと全てのデータを送信し終わりました。
なぜこのようにデータ転送に時間がかかったかというと、観測データを収集することが最優先され、データ転送は二の次にされていたためです。例えば、冥王星と衛星のカロンに接近しているときの観測の速度は、データを送る速度の100倍以上の処理速度でおこなわれました。もし、何かあったときに備えての配慮でしょう。観測で蓄えられてきた膨大なデータを2015年9月から送信をはじめ、総計50ギガビット以上のデータを、15ヶ月かけて2016年10月にやっと送り終えました。
観測のための探査機ですから、観測最優先で、接近しているうちに可能な限りデータ収集しておく必要があります。そして、データ送信も重要ですが、送る時間は観測が終わってからいくらでもあるはずです。優先順位を考える必要があります。市民にも興味がある冥王星の真の姿を伝える画像も優先され送信されました。
冥王星の姿は、ハッブル宇宙望遠鏡のぼんやりとした画像しかなく、実態がよくわかっていませんでした。ニュー・ホライズンズが打ち上げられたときは、冥王星は惑星とされていたのですが、2006年に準惑星に区分されるようになりました。ですから、だんだん注目されなくなってきていました。
しかし、太陽系の外縁天体の代表として、冥王星型天体と呼ばれる存在でもあります。今回のニュー・ホライズンズの観測によって、注目が高まりました。科学的成果はいろいろありますが、市民にとっては、冥王星の鮮明な画像が一番インパクトがありました。冥王星の新たな姿を示すとともに、その科学的成果に期待させました。
ニュー・ホライズンズが上げた成果は、次回、紹介しましょう。
・原子力電池・
原子力電池とは、放射性元素が崩壊する時の
熱エネルギーを電力に変換する方式です。
プルトニウム（238Pu）やポロニウム（210Po）など
放射性元素のアルファ崩壊で生じた熱を利用しています。
放射性物質を積んでいるので、
打ち上げに失敗すると危険なのですが、
遠くの天体の観測では、太陽光が少なくなるので
どうしても原子力電池を使用する必要があります。
現在ではソーラーパネルの性能もよくなって
木星軌道あたりまではソーラーパネルが使えるようになってきました。
しかし、木星より遠くの天体の探査には、原子力電池が必要になります。
原子力電池こそ、核の平和利用ではないでしょうか。
・始動・
正月、成人式の連休もおわり、
やっと正月気分も抜けたでしょうか。
大学も始動しました。
そして週末には早速、センター試験がはじまります。
今年は、少々、慌ただしい始動となりました。
北海道の小・中学校は、長い冬休みなので、
来週からの始業となりますが。
ニュー・ホライズンズ（New Horizons）、「新しい地平」という名称をもった人工衛星は、冥王星探査を目的として、2006年に打ち上げられました。9年におよぶ長旅をして、2015年にやっと冥王星までたどり着きました。冥王星は太陽から離れているため、ソーラー発電を利用できませんので、原子力電池が使用されています。
移動の間は、探査機は休止状態になります。途中に天体があると観測はしていましたが、約半年に一回のペースで、定期的に再起動と点検がなされ、2014年12月6日に冥王星が近づいたので、休眠モードから再始動させられました。
2015年1月15日から観測を開始し、2015年7月14日には冥王星に最接近し、その後も観測を続け、2016年1月で探査を終了しました。しかし、観測データはその後も送り続けており、2016年10月28日に、やっと全てのデータを送信し終わりました。
なぜこのようにデータ転送に時間がかかったかというと、観測データを収集することが最優先され、データ転送は二の次にされていたためです。例えば、冥王星と衛星のカロンに接近しているときの観測の速度は、データを送る速度の100倍以上の処理速度でおこなわれました。もし、何かあったときに備えての配慮でしょう。観測で蓄えられてきた膨大なデータを2015年9月から送信をはじめ、総計50ギガビット以上のデータを、15ヶ月かけて2016年10月にやっと送り終えました。
観測のための探査機ですから、観測最優先で、接近しているうちに可能な限りデータ収集しておく必要があります。そして、データ送信も重要ですが、送る時間は観測が終わってからいくらでもあるはずです。優先順位を考える必要があります。市民にも興味がある冥王星の真の姿を伝える画像も優先され送信されました。
冥王星の姿は、ハッブル宇宙望遠鏡のぼんやりとした画像しかなく、実態がよくわかっていませんでした。ニュー・ホライズンズが打ち上げられたときは、冥王星は惑星とされていたのですが、2006年に準惑星に区分されるようになりました。ですから、だんだん注目されなくなってきていました。
しかし、太陽系の外縁天体の代表として、冥王星型天体と呼ばれる存在でもあります。今回のニュー・ホライズンズの観測によって、注目が高まりました。科学的成果はいろいろありますが、市民にとっては、冥王星の鮮明な画像が一番インパクトがありました。冥王星の新たな姿を示すとともに、その科学的成果に期待させました。
ニュー・ホライズンズが上げた成果は、次回、紹介しましょう。
・原子力電池・
原子力電池とは、放射性元素が崩壊する時の
熱エネルギーを電力に変換する方式です。
プルトニウム（238Pu）やポロニウム（210Po）など
放射性元素のアルファ崩壊で生じた熱を利用しています。
放射性物質を積んでいるので、
打ち上げに失敗すると危険なのですが、
遠くの天体の観測では、太陽光が少なくなるので
どうしても原子力電池を使用する必要があります。
現在ではソーラーパネルの性能もよくなって
木星軌道あたりまではソーラーパネルが使えるようになってきました。
しかし、木星より遠くの天体の探査には、原子力電池が必要になります。
原子力電池こそ、核の平和利用ではないでしょうか。
・始動・
正月、成人式の連休もおわり、
やっと正月気分も抜けたでしょうか。
大学も始動しました。
そして週末には早速、センター試験がはじまります。
今年は、少々、慌ただしい始動となりました。
北海道の小・中学校は、長い冬休みなので、
来週からの始業となりますが。
2017年1月5日木曜日
6_141 地震の頻度
今年最初のエッセイです。正月の三ヶ日も過ぎましたが、まだ正月気分が残っているかもしれませんが、昨年のことを振り返り、ゆるんだ心を引き締めたいと思います。
明けましておめでとうございます。今年こそは、穏やかな年になればと思っています。
穏やかな年は、自然現象において異変がないことが前提ですが、こればかりはおさえようがありません。昨年は、異常気象がいろいろあり、北海道でも例年になく、雪が多く、雪の早い冬のはじまりとなりました。地質では、地震の多い年でした。地震は、私に身近なところでの影響はありませんでしたが、いろいろ印象に残るものがありました。
2010年の東日本地震が大きなものだったので、それ以降のことはあまり印象の残っていなかったのですが、昨年の2016年4月の熊本地震は、記憶に残るものとなりましたし、現在も避難生活が続き、復興も十分でないことも伝わっています。
気象庁のデータベースで地震の記録を確かめることにしました。大きな地震として震度6弱以上がどれくらい起こったかを調べることにしました。震度6弱の揺れは、家屋に被害がでたり、立って歩くことができないような地震です。
2016年の震度6弱以上の地震を検索すると、10個あったことがわかります。熊本地震の関連するものが、2016年4月14日の夜に発生した地震とその余震（？）が２個、16日の再度の地震とその余震が３つありました。この地震があったため、私は大分熊本の調査を断念しました。
2016年6月16日には、北海道道南の内浦湾で震度6弱の地震がありました。北海道の地震だったので、京都の母から電話があり、気遣ってくれました。マグニチュードが5.3程度で、震源も浅いものだったので、幸いわが町では大きな揺れはありませんでした。
そして、2016年10月21日には、鳥取県中部で震度6弱、マグニチュードも6.6あり、大きな被害がありました。私が以前いた研究所があり、知り合いも多数おられ、年賀状でも被害を述べられている人もおられました。
そしてつい先日、2016年12月28日には、茨城県北部で震度6弱、マグニチュード6.3の地震がありました。
熊本地震以外は、いずれもマグニチュードはそれほど大きくないのですが、震度が10km前後の浅いところで起こった直下型の地震のため、周辺では大きな揺れとなりました。
同じデータベースで、さらに過去の地震を調べました。震度6弱以上の地震を検索すると、2015年はなし、2014年は１回（11月22日、長野県北部、Ｍ6.7、6弱）、2013年は１回（4月13日、淡路島付近、Ｍ6.3、6弱）、2012年はなし、となっています。2011年には９回ありましたが、これは東日本地震とその後に頻繁に地震が起こった時期になります。ですから、2012年から2015年まで、日本列島は、比較的大きな地震は少なかったといえます。
こうしてみると、2011年に次いで2016年は、大きな地震が何度も起こっている年だったことがわかります。地震発生の傾向は、地震が少ない地域で大きな揺れが起こると、その影響はその周辺に及び、時には日本列島全体で地震が起こりやすくなっているようです。
地震が地下の岩石にかかる圧力によって歪みが蓄積して、それらが何らかのきっかけで岩石の破壊が起こると、地震となります。日本列島は、太平洋プレートの沈み込もで東日本が、フィリピンプレートの沈み込み西日本に大きな圧縮の力がかかっているところです。常に歪みがたまる地質学的位置に置かれています。そのために、大きな地震が起こると周辺で歪みが溜まっているところでは地震が起こりやすくなります。
ただし、これは理屈で、いつ、どこで、どれくらいの地震が起こるかは、岩石の破壊なので、なかなか難しいものだと思います。ですから、いつ、どこで、どのくらいなどの確かさわなくても、防災の心構えを怠ることのないようにしておくことが重要です。
新年そうそう、地震の話題をしましたが、今年こそは、穏やかな年であることを願っています。
・地震予知の難しさ・
ものの破壊を予測するのは難しいことは、だれもが理解できます。
ガラスをハンマーでたたけば、どこをたたいたかで割れるところが、
力の入れぐわいでどれくらの割れ方をするのかが予測できます。
これは一気に力をかけた場合です。
一方、一枚のカラス板にあちこち不均等に砂を載せていくと
あるときガラスは重さに耐えかねて、割れます。
一定以上の重さをかければ、割れることは予測できます。
しかし、いつ、どこが、どのような割れ方をするのかを予測するのは、
なかなか難しいものだといいうことは、わかっていただけるはずです。
これが地震予知の難しさに通じるものです。
・いつもの正月・
正月の三ヶ日はいかがだったでしょうか。
我が家は、大晦日の年越しそばから、
三ヶ日の朝のお雑煮、二日の初詣、
夜の少々高級な食材を使った夕食を、決まりにしています。
ただ、受験生がいるので、少々変則になってしまいますが。
明けましておめでとうございます。今年こそは、穏やかな年になればと思っています。
穏やかな年は、自然現象において異変がないことが前提ですが、こればかりはおさえようがありません。昨年は、異常気象がいろいろあり、北海道でも例年になく、雪が多く、雪の早い冬のはじまりとなりました。地質では、地震の多い年でした。地震は、私に身近なところでの影響はありませんでしたが、いろいろ印象に残るものがありました。
2010年の東日本地震が大きなものだったので、それ以降のことはあまり印象の残っていなかったのですが、昨年の2016年4月の熊本地震は、記憶に残るものとなりましたし、現在も避難生活が続き、復興も十分でないことも伝わっています。
気象庁のデータベースで地震の記録を確かめることにしました。大きな地震として震度6弱以上がどれくらい起こったかを調べることにしました。震度6弱の揺れは、家屋に被害がでたり、立って歩くことができないような地震です。
2016年の震度6弱以上の地震を検索すると、10個あったことがわかります。熊本地震の関連するものが、2016年4月14日の夜に発生した地震とその余震（？）が２個、16日の再度の地震とその余震が３つありました。この地震があったため、私は大分熊本の調査を断念しました。
2016年6月16日には、北海道道南の内浦湾で震度6弱の地震がありました。北海道の地震だったので、京都の母から電話があり、気遣ってくれました。マグニチュードが5.3程度で、震源も浅いものだったので、幸いわが町では大きな揺れはありませんでした。
そして、2016年10月21日には、鳥取県中部で震度6弱、マグニチュードも6.6あり、大きな被害がありました。私が以前いた研究所があり、知り合いも多数おられ、年賀状でも被害を述べられている人もおられました。
そしてつい先日、2016年12月28日には、茨城県北部で震度6弱、マグニチュード6.3の地震がありました。
熊本地震以外は、いずれもマグニチュードはそれほど大きくないのですが、震度が10km前後の浅いところで起こった直下型の地震のため、周辺では大きな揺れとなりました。
同じデータベースで、さらに過去の地震を調べました。震度6弱以上の地震を検索すると、2015年はなし、2014年は１回（11月22日、長野県北部、Ｍ6.7、6弱）、2013年は１回（4月13日、淡路島付近、Ｍ6.3、6弱）、2012年はなし、となっています。2011年には９回ありましたが、これは東日本地震とその後に頻繁に地震が起こった時期になります。ですから、2012年から2015年まで、日本列島は、比較的大きな地震は少なかったといえます。
こうしてみると、2011年に次いで2016年は、大きな地震が何度も起こっている年だったことがわかります。地震発生の傾向は、地震が少ない地域で大きな揺れが起こると、その影響はその周辺に及び、時には日本列島全体で地震が起こりやすくなっているようです。
地震が地下の岩石にかかる圧力によって歪みが蓄積して、それらが何らかのきっかけで岩石の破壊が起こると、地震となります。日本列島は、太平洋プレートの沈み込もで東日本が、フィリピンプレートの沈み込み西日本に大きな圧縮の力がかかっているところです。常に歪みがたまる地質学的位置に置かれています。そのために、大きな地震が起こると周辺で歪みが溜まっているところでは地震が起こりやすくなります。
ただし、これは理屈で、いつ、どこで、どれくらいの地震が起こるかは、岩石の破壊なので、なかなか難しいものだと思います。ですから、いつ、どこで、どのくらいなどの確かさわなくても、防災の心構えを怠ることのないようにしておくことが重要です。
新年そうそう、地震の話題をしましたが、今年こそは、穏やかな年であることを願っています。
・地震予知の難しさ・
ものの破壊を予測するのは難しいことは、だれもが理解できます。
ガラスをハンマーでたたけば、どこをたたいたかで割れるところが、
力の入れぐわいでどれくらの割れ方をするのかが予測できます。
これは一気に力をかけた場合です。
一方、一枚のカラス板にあちこち不均等に砂を載せていくと
あるときガラスは重さに耐えかねて、割れます。
一定以上の重さをかければ、割れることは予測できます。
しかし、いつ、どこが、どのような割れ方をするのかを予測するのは、
なかなか難しいものだといいうことは、わかっていただけるはずです。
これが地震予知の難しさに通じるものです。
・いつもの正月・
正月の三ヶ日はいかがだったでしょうか。
我が家は、大晦日の年越しそばから、
三ヶ日の朝のお雑煮、二日の初詣、
夜の少々高級な食材を使った夕食を、決まりにしています。
ただ、受験生がいるので、少々変則になってしまいますが。
2016年12月22日木曜日
1_152 K-Pgの絶滅 3：酸性雨
いよいよ大絶滅の連鎖のシナリオ部分の紹介になります。その一番のトリガーは、石灰岩に含まれてたいイオウの成分に由来する酸性雨でした。連鎖のシナリオを支える傍証もいくつかあるようです。
K-Pg境界での隕石の衝突を最初に提唱したアルバレスたちは、隕石にる事件を次のようなシナリオを考えました。衝突によって巻き上げられたホコリが太陽光をさえぎり長く暗い状態が続いたため、植物の光合成が停止し、そして寒冷化も起こり、急激な生態系の破壊で大絶滅に至ったとしました。
しかし、ホコリは植物が絶滅するような長期間は大気中に滞留ないことがわかりました。その後もいろいろな仮説が唱えられてきましたが、陸地だけでなく、海洋まで大絶滅を起こすような説明をできる仮説は、なかなか提唱されませんでした。
今回のような、隕石はユカタン半島のイオウを含んでいる石灰岩が多いことに着目した仮説もありました。イオウの成分が、衝突により二酸化硫黄（亜硫酸ガス）ができ、酸性雨として降ったと考えられていました。しかし、二酸化硫黄では、海洋全域の生物を絶滅させるような酸性雨を形成することが、難しいことがわかってきました。
大野さんたちは、その難点を衝突実験を通じて、解消するシナリオを提案しました。実験によると、イオウの変化は、二酸化硫黄ではなく、三酸化硫黄でした。三酸化硫黄は、硫酸になりやすいという性質をもっていました。
これらの実験結果を利用して理論計算をしてみると、三酸化硫黄は、短時間（数日以内）で、酸性雨として地球全体に降ることがわかってきました。そのような酸性雨が海洋全域に降ってくると、海洋は酸性になっていきます。通常の海水は、pH8ほどの弱アルカリ性ですが、大量の酸性雨が降ってくると、pH6の弱酸性になります。その結果、海面付近に生息する炭酸カルシウムの殻をもつプランクトンは大きな影響を受けるような、海洋酸性化が起こったと考えました。そこから大規模な環境変化と生態系の連鎖が起こります。このような酸性雨が原因として大絶滅を起こしていくというシナリオを提案しました。
しかし、酸性海水の影響は、深海底にはまでは強く及びません。ですから、深海生物は絶滅を免れました。また、絶滅のあと、陸上植物で最初に復活してきたのは、シダ類でした。山火事などがあると、シダが真っ先に開拓的に生えてくることは知られていて、パイオニア・プラントと呼ばれています。さらにシダには、酸性の環境に強いという性質もあります。火事だけでなく、酸性雨に汚染されていても、生えてくることができます。これらは酸性雨を支持する傍証となりそうです。
さて、この仮説は、石灰岩に含まれていたイオウの成分が、大絶滅の重要なファクターであったというものです。説としては、筋が通って成立しています。多くの科学者がこの仮説を信じるか、否かは、説のもっている「信憑性」にかかっていると思います。ここでいう「信憑性」とは、感覚的に信じられるかどうかです。理屈や論理でも、科学的でもありませんね。でも、科学も人間がするものなので、多くの人がその説を信じて、採用して、それに基づいた研究が進められるかどうかが、重要になってきます。真実はどこかにあるのでしょうが、それまでは人はいろいろと考えながら進んでいくのです。
・信憑性・
仮説やモデルには、合っている間違っているという
論理的判断も必要なのですが、
感覚的に信じられるかどうかという
心の部分も、重要になってくるように思えます。
人は、大きな話しは、信じやすく、
小さな話は、信じにくく、感じてしまいます。
K-Pg境界の大絶滅も、隕石の衝突という説は信憑性をもっていたため
大論争は起こったのですが、最終的には信じられるようになりました。
石灰岩の中のイオウ成分が酸性雨を生み出し、
それが大絶滅の重要な要因であったというのは
どこまでの信憑性を得られるかは、今後の課題でしょうね。
・京都へ・
週末には、私用で京都を往復しました。
急ぎ足での所用をすまだけの、往復でした。
帰りは、空港に早く着いたので
便を一便早いのに乗れる時間でした。
空席待ちをしていたのですが、満席だったので、
空席は出ませんでした。
予約どおり、最終便に乗って帰ることになりました。
帰りの便も満席でした。
小さな機種を使っているようで、残念でした。
やはり経済性や効率優先ですよね。
K-Pg境界での隕石の衝突を最初に提唱したアルバレスたちは、隕石にる事件を次のようなシナリオを考えました。衝突によって巻き上げられたホコリが太陽光をさえぎり長く暗い状態が続いたため、植物の光合成が停止し、そして寒冷化も起こり、急激な生態系の破壊で大絶滅に至ったとしました。
しかし、ホコリは植物が絶滅するような長期間は大気中に滞留ないことがわかりました。その後もいろいろな仮説が唱えられてきましたが、陸地だけでなく、海洋まで大絶滅を起こすような説明をできる仮説は、なかなか提唱されませんでした。
今回のような、隕石はユカタン半島のイオウを含んでいる石灰岩が多いことに着目した仮説もありました。イオウの成分が、衝突により二酸化硫黄（亜硫酸ガス）ができ、酸性雨として降ったと考えられていました。しかし、二酸化硫黄では、海洋全域の生物を絶滅させるような酸性雨を形成することが、難しいことがわかってきました。
大野さんたちは、その難点を衝突実験を通じて、解消するシナリオを提案しました。実験によると、イオウの変化は、二酸化硫黄ではなく、三酸化硫黄でした。三酸化硫黄は、硫酸になりやすいという性質をもっていました。
これらの実験結果を利用して理論計算をしてみると、三酸化硫黄は、短時間（数日以内）で、酸性雨として地球全体に降ることがわかってきました。そのような酸性雨が海洋全域に降ってくると、海洋は酸性になっていきます。通常の海水は、pH8ほどの弱アルカリ性ですが、大量の酸性雨が降ってくると、pH6の弱酸性になります。その結果、海面付近に生息する炭酸カルシウムの殻をもつプランクトンは大きな影響を受けるような、海洋酸性化が起こったと考えました。そこから大規模な環境変化と生態系の連鎖が起こります。このような酸性雨が原因として大絶滅を起こしていくというシナリオを提案しました。
しかし、酸性海水の影響は、深海底にはまでは強く及びません。ですから、深海生物は絶滅を免れました。また、絶滅のあと、陸上植物で最初に復活してきたのは、シダ類でした。山火事などがあると、シダが真っ先に開拓的に生えてくることは知られていて、パイオニア・プラントと呼ばれています。さらにシダには、酸性の環境に強いという性質もあります。火事だけでなく、酸性雨に汚染されていても、生えてくることができます。これらは酸性雨を支持する傍証となりそうです。
さて、この仮説は、石灰岩に含まれていたイオウの成分が、大絶滅の重要なファクターであったというものです。説としては、筋が通って成立しています。多くの科学者がこの仮説を信じるか、否かは、説のもっている「信憑性」にかかっていると思います。ここでいう「信憑性」とは、感覚的に信じられるかどうかです。理屈や論理でも、科学的でもありませんね。でも、科学も人間がするものなので、多くの人がその説を信じて、採用して、それに基づいた研究が進められるかどうかが、重要になってきます。真実はどこかにあるのでしょうが、それまでは人はいろいろと考えながら進んでいくのです。
・信憑性・
仮説やモデルには、合っている間違っているという
論理的判断も必要なのですが、
感覚的に信じられるかどうかという
心の部分も、重要になってくるように思えます。
人は、大きな話しは、信じやすく、
小さな話は、信じにくく、感じてしまいます。
K-Pg境界の大絶滅も、隕石の衝突という説は信憑性をもっていたため
大論争は起こったのですが、最終的には信じられるようになりました。
石灰岩の中のイオウ成分が酸性雨を生み出し、
それが大絶滅の重要な要因であったというのは
どこまでの信憑性を得られるかは、今後の課題でしょうね。
・京都へ・
週末には、私用で京都を往復しました。
急ぎ足での所用をすまだけの、往復でした。
帰りは、空港に早く着いたので
便を一便早いのに乗れる時間でした。
空席待ちをしていたのですが、満席だったので、
空席は出ませんでした。
予約どおり、最終便に乗って帰ることになりました。
帰りの便も満席でした。
小さな機種を使っているようで、残念でした。
やはり経済性や効率優先ですよね。
2016年12月15日木曜日
1_151 K-Pgの絶滅 2：新仮説
隕石の衝突によって起こったいくつもの観察事実があります。衝突による連鎖的出来事を考える時は、それらの観察事実を説明する必要があります。すべての説明するのは、なかなか難しいようですが、新たな仮説が提唱されました。
K-Pg境界で起こった大絶滅の直接の原因は、隕石の衝突だと突き止められました。絶滅のシナリオを明らかにするために、絶滅の特徴をまとめておきましょう。
K-Pg境界の絶滅は、陸上生物と海洋表層に生息しているプランクトンで大きかったことがわかっています。海洋プランクトンでは、浮遊性の有孔虫は石灰質殻をもつものが種のレベルで80%以上絶滅していることが知られています。一方、陸地の淡水中や海洋底では、それほど大きな絶滅率ではなかったとされています。隕石が落下したクレーターは、半分がユカタン半島の石灰岩の多い地質の陸地になり、あとの半分は海洋になっていました。大絶滅が起こったあとに最初に復活してきた陸上植物はシダ類でした。これらが前提条件になります。
連鎖的事件に関する仮説を提唱する時には、前提条件を説明する必要があります。隕石衝突によって起こる直接の絶滅は、衝撃波、津波、山火事などによるものだとされていますが、遠くの海底まで起こるような現象は、なかなかいい仮説はありませんでした。
千葉工業大学惑星探査研究センターの大野宗祐さんたちによる共同研究が、2014年3月10日発行のNature Geoscience誌に報告されました。隕石の衝突にともなっておこる現象に関する実験による検証と、計算機実験を組み合わせて、新しい仮説が提案されました。
仮説は、酸性雨に注目した研究でした。酸性雨のなかでも、硫酸を含むものを想定しています。隕石が衝突したユカタン半島には、石灰岩には、石膏（硫黄を含む）も含まれていたと考えられています。それか酸性雨の素材になると考えられました。
隕石の衝突によって膨大なエネルギーが放出されます。ある見積もりによると、衝突地点の岩石は数千度から1万度以上になるとされています。そのようなエネルギーが一点に集中すると、周辺の岩石が蒸発していきます。岩石に含まれていたイオウ成分が、硫黄酸化物ガスとして撒き散らされたのではないかと考えました。
それを実証するために、大野さんたちは、現地にあった硫酸塩岩に、レーザー光を用いて金属片を高速（約20km/秒、隕石の衝突と同じ条件とされる）でぶつけました。すると三酸化硫黄ができることがわかりました。想定されていた二酸化硫黄ではなく、三酸化硫黄であることが重要です。三酸化硫黄は、理論的には数日程度で強い酸性雨となって降ることがわかってきらからです。
その説明は次回に。
・大雪・
週末に北海道には強い低気圧が発生し、
強烈な冬型の気圧配置になり、
各地で大雪になりました。
週末の冬型が一旦収まったったと思ったのですが、
月曜日の朝にも、大雪になりました。
地域により雪の量は違っていましたが、
各地で大きな影響を受けました。
しかし、北海道は大雪に慣れているので、
交通の乱れは有りましたが、
大きなトラブルもなく、ただ除雪を繰り返し、
冬に対抗しています。
・処世・
冬も本番となってきましたが、
私はいつものように慌ただしい師走を過ごしています。
もともと校務が多い時期でもあるのに、
今年は仕事もいろいろ重なっているので
慌ただしさがいつもより多いようです。
でも、時間は待ってくれませんので、
日々優先順位をつけて進めていくしかありません。
近年は、身辺が慌ただしくても、
淡々とした心の持ちようで
生きていく術を身につけられたようです。
処世術でしょうか、それとも手抜き、保身でしょうか。
K-Pg境界で起こった大絶滅の直接の原因は、隕石の衝突だと突き止められました。絶滅のシナリオを明らかにするために、絶滅の特徴をまとめておきましょう。
K-Pg境界の絶滅は、陸上生物と海洋表層に生息しているプランクトンで大きかったことがわかっています。海洋プランクトンでは、浮遊性の有孔虫は石灰質殻をもつものが種のレベルで80%以上絶滅していることが知られています。一方、陸地の淡水中や海洋底では、それほど大きな絶滅率ではなかったとされています。隕石が落下したクレーターは、半分がユカタン半島の石灰岩の多い地質の陸地になり、あとの半分は海洋になっていました。大絶滅が起こったあとに最初に復活してきた陸上植物はシダ類でした。これらが前提条件になります。
連鎖的事件に関する仮説を提唱する時には、前提条件を説明する必要があります。隕石衝突によって起こる直接の絶滅は、衝撃波、津波、山火事などによるものだとされていますが、遠くの海底まで起こるような現象は、なかなかいい仮説はありませんでした。
千葉工業大学惑星探査研究センターの大野宗祐さんたちによる共同研究が、2014年3月10日発行のNature Geoscience誌に報告されました。隕石の衝突にともなっておこる現象に関する実験による検証と、計算機実験を組み合わせて、新しい仮説が提案されました。
仮説は、酸性雨に注目した研究でした。酸性雨のなかでも、硫酸を含むものを想定しています。隕石が衝突したユカタン半島には、石灰岩には、石膏（硫黄を含む）も含まれていたと考えられています。それか酸性雨の素材になると考えられました。
隕石の衝突によって膨大なエネルギーが放出されます。ある見積もりによると、衝突地点の岩石は数千度から1万度以上になるとされています。そのようなエネルギーが一点に集中すると、周辺の岩石が蒸発していきます。岩石に含まれていたイオウ成分が、硫黄酸化物ガスとして撒き散らされたのではないかと考えました。
それを実証するために、大野さんたちは、現地にあった硫酸塩岩に、レーザー光を用いて金属片を高速（約20km/秒、隕石の衝突と同じ条件とされる）でぶつけました。すると三酸化硫黄ができることがわかりました。想定されていた二酸化硫黄ではなく、三酸化硫黄であることが重要です。三酸化硫黄は、理論的には数日程度で強い酸性雨となって降ることがわかってきらからです。
その説明は次回に。
・大雪・
週末に北海道には強い低気圧が発生し、
強烈な冬型の気圧配置になり、
各地で大雪になりました。
週末の冬型が一旦収まったったと思ったのですが、
月曜日の朝にも、大雪になりました。
地域により雪の量は違っていましたが、
各地で大きな影響を受けました。
しかし、北海道は大雪に慣れているので、
交通の乱れは有りましたが、
大きなトラブルもなく、ただ除雪を繰り返し、
冬に対抗しています。
・処世・
冬も本番となってきましたが、
私はいつものように慌ただしい師走を過ごしています。
もともと校務が多い時期でもあるのに、
今年は仕事もいろいろ重なっているので
慌ただしさがいつもより多いようです。
でも、時間は待ってくれませんので、
日々優先順位をつけて進めていくしかありません。
近年は、身辺が慌ただしくても、
淡々とした心の持ちようで
生きていく術を身につけられたようです。
処世術でしょうか、それとも手抜き、保身でしょうか。
2016年12月8日木曜日
1_150 K-Pgの絶滅 1：原因は分かったが
絶滅の話題が続きます。大絶滅でもっとも有名なのは、恐竜絶滅を起こしたK-Pg境界での事件でした。この事件を起こした原因ははっきりしているのですが、プロセスはよくわかっていません。そこに新しい仮説が提案されました。
恐竜の絶滅が起こったのは、白亜紀の終わり（約6550万年前）、K-Pg境界（かつてはK-T境界と呼ばれていました）とされている時代です。K-Pg境界の絶滅は、恐竜だけでなく、陸上でも海洋でも多くの生物が絶滅をしていました。そのためK-Pg境界の事件は、単に恐竜の絶滅だけでなく、大絶滅として扱われています。このように大絶滅とは、多くの種類が絶滅することです。多種類の絶滅が起こるためには、「いろいろな環境」で、「同時」に異変が起こらなければなりません。
「いろいろな環境」というのは、陸だけでなく、海でも絶滅が起こるということです。陸は大気と接していますので、環境の変化が伝播しやすいという条件があります。一方、海は液体の水を介して起こるので、変動の伝搬がしにくくなります。浅海から深海、内湾や極や赤道の海など、多様な海の環境が存在します。ですから広域での生態系の破壊は、非常の大きな異変を想定しなければなりません。
また、「同時」というは、地質学的にみたとき、時間の差が検出できないほどの短い期間に起こったという意味です。現実には時間の前後あっても、それが検出できない程度の差であれば、地質学的には「同時」となってしまいます。近年は分析精度が上がっていますので、100万年以上の差は検出できるので、大絶滅は数十万年以内の誤差でおこっている現象となりそうです。
数十万年というと、広域で生態系が崩壊するのには充分な時間といえます。例えば、氷河期の繰り返しは、約10万年周期だとされています。氷河期のような現象は、氷河期と間氷期の数万年の間に、地球の平均気温が10℃以上の変動を起こします。氷河期のような自然現象として起こる激しい変動でも、環境変化は短期間に起こることがあり得ることが納得できます。でも大絶滅とは、もっと大規模な生態系の破壊が短期間（10万年程度の期間）に起こるものとなります。
K-Pg境界の大絶滅は、このエッセイでも何度か取り上げていますが、メキシコのユカタン半島に落ちた隕石が原因であったことがわかっています。K-Pg境界の絶滅の原因も、2010年3月のScience誌の41名の連名によって、決着をみたという論文が出されました。
直径約15kmの隕石（小惑星といったほうがいいかもしれません）が落ちて、膨大なエネルギーを開放しました。この隕石の衝突が、そもそもの原因、すべての引き金であったことは、確かなことになりました。そこから連鎖的な現象によって多様な環境での異変が起こり、生態系の破壊が起こったはずです。
隕石の衝突から起こる連鎖的現象については、まだ定説がありません。それに対して、一つの仮説が提案されました。それを次回に紹介していきます。
・師走は・
師走は、いつも忙しいのですが、
今年は、特に忙しくなっています。
それは、担当ゼミの学生が例年の倍いることと
依頼されている論文がいくつもあったためです。
でも、忙しさは、歓迎すべきと考えています。
本来の自分のすべき計画があるのですが、
それを横に置いてもやるべき仕事もあります。
しかし、努力や工夫をすれば、
やるべき仕事の一環、一部として
位置づけることもできるかもしれません。
そんなことを考えながら、
つぎつぎ迫りくる締切をこなしていくことにあります。
・メディアは・
北海道は、気温変化の激しい日々が続いています。
週末は部屋はストーブを切らなければ
暑くなるほどの暖かさでした。
道の雪もすべて溶けてしまいました。
っと、思ったら、一気に数cmも積もる大雪になりました。
目まぐるしく移り変わる天気が繰り返します。
でも、これは11月はじめから続くような
変動の激しい天気です。
こんな変動をみると天変地異をいう人が出てくるかもしれません。
でも最近のメディアはだいぶ落ち着きをもっていて
そんなデマを流すことは少なくなりました。
ところが、問題を起こした人物を見つけると
徹底的に叩くというやりかたは、
未だに継続、いやエスカレートしているようですが。
恐竜の絶滅が起こったのは、白亜紀の終わり（約6550万年前）、K-Pg境界（かつてはK-T境界と呼ばれていました）とされている時代です。K-Pg境界の絶滅は、恐竜だけでなく、陸上でも海洋でも多くの生物が絶滅をしていました。そのためK-Pg境界の事件は、単に恐竜の絶滅だけでなく、大絶滅として扱われています。このように大絶滅とは、多くの種類が絶滅することです。多種類の絶滅が起こるためには、「いろいろな環境」で、「同時」に異変が起こらなければなりません。
「いろいろな環境」というのは、陸だけでなく、海でも絶滅が起こるということです。陸は大気と接していますので、環境の変化が伝播しやすいという条件があります。一方、海は液体の水を介して起こるので、変動の伝搬がしにくくなります。浅海から深海、内湾や極や赤道の海など、多様な海の環境が存在します。ですから広域での生態系の破壊は、非常の大きな異変を想定しなければなりません。
また、「同時」というは、地質学的にみたとき、時間の差が検出できないほどの短い期間に起こったという意味です。現実には時間の前後あっても、それが検出できない程度の差であれば、地質学的には「同時」となってしまいます。近年は分析精度が上がっていますので、100万年以上の差は検出できるので、大絶滅は数十万年以内の誤差でおこっている現象となりそうです。
数十万年というと、広域で生態系が崩壊するのには充分な時間といえます。例えば、氷河期の繰り返しは、約10万年周期だとされています。氷河期のような現象は、氷河期と間氷期の数万年の間に、地球の平均気温が10℃以上の変動を起こします。氷河期のような自然現象として起こる激しい変動でも、環境変化は短期間に起こることがあり得ることが納得できます。でも大絶滅とは、もっと大規模な生態系の破壊が短期間（10万年程度の期間）に起こるものとなります。
K-Pg境界の大絶滅は、このエッセイでも何度か取り上げていますが、メキシコのユカタン半島に落ちた隕石が原因であったことがわかっています。K-Pg境界の絶滅の原因も、2010年3月のScience誌の41名の連名によって、決着をみたという論文が出されました。
直径約15kmの隕石（小惑星といったほうがいいかもしれません）が落ちて、膨大なエネルギーを開放しました。この隕石の衝突が、そもそもの原因、すべての引き金であったことは、確かなことになりました。そこから連鎖的な現象によって多様な環境での異変が起こり、生態系の破壊が起こったはずです。
隕石の衝突から起こる連鎖的現象については、まだ定説がありません。それに対して、一つの仮説が提案されました。それを次回に紹介していきます。
・師走は・
師走は、いつも忙しいのですが、
今年は、特に忙しくなっています。
それは、担当ゼミの学生が例年の倍いることと
依頼されている論文がいくつもあったためです。
でも、忙しさは、歓迎すべきと考えています。
本来の自分のすべき計画があるのですが、
それを横に置いてもやるべき仕事もあります。
しかし、努力や工夫をすれば、
やるべき仕事の一環、一部として
位置づけることもできるかもしれません。
そんなことを考えながら、
つぎつぎ迫りくる締切をこなしていくことにあります。
・メディアは・
北海道は、気温変化の激しい日々が続いています。
週末は部屋はストーブを切らなければ
暑くなるほどの暖かさでした。
道の雪もすべて溶けてしまいました。
っと、思ったら、一気に数cmも積もる大雪になりました。
目まぐるしく移り変わる天気が繰り返します。
でも、これは11月はじめから続くような
変動の激しい天気です。
こんな変動をみると天変地異をいう人が出てくるかもしれません。
でも最近のメディアはだいぶ落ち着きをもっていて
そんなデマを流すことは少なくなりました。
ところが、問題を起こした人物を見つけると
徹底的に叩くというやりかたは、
未だに継続、いやエスカレートしているようですが。
2016年12月1日木曜日
2_143 三畳紀の大絶滅 6：宇宙塵
層状チャートの中から大量に見つかる宇宙塵に注目した研究を紹介します。もしこの研究による仮説が正しければ、いままでの層状チャートの成因がまったく違ったものになります。真実はどこにあるのでしょうか。
今回紹介している層状チャートからの衝突の証拠は、丸い粒が多数見つかっていました。しかし、これらは通常の宇宙塵ではないようです。隕石の衝突によってできた粒子や成分が飛んでいるうちに、丸くなった粒子とされています。
チャートを研究している研究者は、層状チャートから化石を抽出するとき、宇宙塵がたくさん見つかることがあるのを、以前から知っていました。この宇宙塵は、地球外から落ちてくる小さな粒子のことです。
多量の宇宙塵を、層状チャートの形成メカニズムの解明に利用する堀さんたち（1993）や池田たち（2010）の研究があります。三畳紀の大絶滅とは違った話題になりますが、まったく違った見方を提示しているので、シリーズの最後に紹介していきましょう。
宇宙塵は、かなりの量が定常的に地球には降ってきていることがわかっています。その量は、毎年100トンほどと見積もられています。ただし、その量は、地質時代の長期に渡ってみていくと、変化していることがわかっていきています。ただしひとつの地質時代の中では、大きな変動はないとみなせます。
このような前提から、ある時代の層状チャートができる期間では、宇宙塵の降っていくる量には変化がないと仮定できます。チャートと粘土の部分で宇宙塵の量を見積もっていきます。宇宙塵を取り出して数えるのは難しいので、宇宙塵に多い鉄などの化学組成に注目して、宇宙塵の量を見積もっていきます。宇宙塵の量から、チャートと粘土の堆積速度が計算できます。その結果、チャートの堆積速度は、粘土のものより二桁速いことになりました。これは、何を意味しているのでしょうか。
層状チャートの一般的な形成メカニズムは、チャートと粘土の二種類が堆積量の変化によってできると考えられています。チャートの材料は深海底には定常的に珪質プランクトンの殻が堆積しててきます。粘土層は、量は少ないのですが、陸源の粘土粒が海流や風に乗って定常的に混じってきます。通常時は形質殻の方が多いので、チャート層ができます。生物の大絶滅が時々起こり、その絶滅期間に珪質殻の堆積はストップします。絶滅の間、粘土成分だけが堆積します。それが粘土層になります。大絶滅の非常時に粘土が堆積し、通常時にはチャートが堆積します。これが、層状チャートのでき方だと考えられています。
ところが堀さんたちの説は、珪質殻が短期間に一気に堆積していくという説です。これは、従来の層状チャートの成因とは全く違ったものです。では、現在海底に堆積している珪質堆積物は、チャートになるはずですから、珪質プランクトンの繁栄の時期なのでしょうか。では前回の不活発な時期はいつでしょうか。氷河期なのでしょうか。疑問はわきます。
実は層状チャートの成因はまだ確定していなので、いろいろな可能性が提唱されています。生物の大絶滅はあったことは確かなのですが、「なぜ」という原因究明は、K-Pg境界以外は、まだまだの状態です。今後も研究を進めなければらないですね。
・層状チャート・
堀さんたちは、岐阜県の犬山にある
層状チャートの連続したルートで調べました。
時代は、後期三畳紀から前期ジュラ紀のものです。
層状チャートから3000個以上の宇宙塵を見つけています。
そこから統計的な処理もしています。
大量の金属の粒（宇宙塵）が
深海で堆積したチャートから見つかるのは不思議ですね。
理屈ではわかっているのですが、
不思議さを感じます。
・師走・
今シーズンは、何度目の積雪でしょうか。
北海道は週末から週初めにかけて、雪模様です。
まだ根雪には早いと思います。
ですから暖かくなれば、すぐ溶けると思いますが、
真っ白な雪景色は厳冬のように見えます。
12月になったのですが、
論文と卒業研究の添削に追われて走り回っています。
師走ですね。
今回紹介している層状チャートからの衝突の証拠は、丸い粒が多数見つかっていました。しかし、これらは通常の宇宙塵ではないようです。隕石の衝突によってできた粒子や成分が飛んでいるうちに、丸くなった粒子とされています。
チャートを研究している研究者は、層状チャートから化石を抽出するとき、宇宙塵がたくさん見つかることがあるのを、以前から知っていました。この宇宙塵は、地球外から落ちてくる小さな粒子のことです。
多量の宇宙塵を、層状チャートの形成メカニズムの解明に利用する堀さんたち（1993）や池田たち（2010）の研究があります。三畳紀の大絶滅とは違った話題になりますが、まったく違った見方を提示しているので、シリーズの最後に紹介していきましょう。
宇宙塵は、かなりの量が定常的に地球には降ってきていることがわかっています。その量は、毎年100トンほどと見積もられています。ただし、その量は、地質時代の長期に渡ってみていくと、変化していることがわかっていきています。ただしひとつの地質時代の中では、大きな変動はないとみなせます。
このような前提から、ある時代の層状チャートができる期間では、宇宙塵の降っていくる量には変化がないと仮定できます。チャートと粘土の部分で宇宙塵の量を見積もっていきます。宇宙塵を取り出して数えるのは難しいので、宇宙塵に多い鉄などの化学組成に注目して、宇宙塵の量を見積もっていきます。宇宙塵の量から、チャートと粘土の堆積速度が計算できます。その結果、チャートの堆積速度は、粘土のものより二桁速いことになりました。これは、何を意味しているのでしょうか。
層状チャートの一般的な形成メカニズムは、チャートと粘土の二種類が堆積量の変化によってできると考えられています。チャートの材料は深海底には定常的に珪質プランクトンの殻が堆積しててきます。粘土層は、量は少ないのですが、陸源の粘土粒が海流や風に乗って定常的に混じってきます。通常時は形質殻の方が多いので、チャート層ができます。生物の大絶滅が時々起こり、その絶滅期間に珪質殻の堆積はストップします。絶滅の間、粘土成分だけが堆積します。それが粘土層になります。大絶滅の非常時に粘土が堆積し、通常時にはチャートが堆積します。これが、層状チャートのでき方だと考えられています。
ところが堀さんたちの説は、珪質殻が短期間に一気に堆積していくという説です。これは、従来の層状チャートの成因とは全く違ったものです。では、現在海底に堆積している珪質堆積物は、チャートになるはずですから、珪質プランクトンの繁栄の時期なのでしょうか。では前回の不活発な時期はいつでしょうか。氷河期なのでしょうか。疑問はわきます。
実は層状チャートの成因はまだ確定していなので、いろいろな可能性が提唱されています。生物の大絶滅はあったことは確かなのですが、「なぜ」という原因究明は、K-Pg境界以外は、まだまだの状態です。今後も研究を進めなければらないですね。
・層状チャート・
堀さんたちは、岐阜県の犬山にある
層状チャートの連続したルートで調べました。
時代は、後期三畳紀から前期ジュラ紀のものです。
層状チャートから3000個以上の宇宙塵を見つけています。
そこから統計的な処理もしています。
大量の金属の粒（宇宙塵）が
深海で堆積したチャートから見つかるのは不思議ですね。
理屈ではわかっているのですが、
不思議さを感じます。
・師走・
今シーズンは、何度目の積雪でしょうか。
北海道は週末から週初めにかけて、雪模様です。
まだ根雪には早いと思います。
ですから暖かくなれば、すぐ溶けると思いますが、
真っ白な雪景色は厳冬のように見えます。
12月になったのですが、
論文と卒業研究の添削に追われて走り回っています。
師走ですね。
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