オフィオライトからのダイヤモンドは、事実として認めるしかないのですが、研究者かにとっては常識を覆す事実です。なぜ、それがそこにダイヤモンドがあるのか。いろいろ疑問が湧いてきます。
オフィオライトからダイヤモンドが見つかることを紹介しました。ところが当初これは、オフィオライトの研究者にとっては、信じがたいことでした。最初の発見論文は間違いだと否定されたのも、そのような気持ちを反映していたのではないでしょうか。
オフィオライトとは、海洋地殻とその下のマントルの岩石が、付加作用や衝突作用によって、陸に持ちあげられたものです。ダイヤモンドが見つかっているのは、海洋地殻の形成しているマグマだまりの底あたりですから、海嶺での地殻の厚さは6kmほどで、厚くてもせいぜい10km程度です。一方、ダイヤモンドが形成される深度は、100km以深であることが、さまざまな検証や合成実験からも知られています。つまり、オフィオライトあるいは海洋地殻やそのマグマだまりのあたりの条件では、ダイヤモンドができるには浅すぎるのです。
また、ダイヤモンドは炭素からできているので、形成環境として炭素をたくさん含んだ場でなければなりません。ところが海洋地殻の形成は、そのような場でありません。海洋地殻は、「枯渇したマントル」が溶けてマグマが形成されます。
「枯渇したマントル」とは、地球の材料物質である隕石から考えられる初期的マントル（始原、あるいは初生マントルと呼ばれています）と比べると、一度はマグマを出した経歴をもつマントルのことです。その違いは、微量元素でチェックできます。溶けた経歴をもったマントルは、溶けたとき最初にでていく元素（インコンパティブル元素）が極端に少なくなっています。そのような状態を「枯渇」（delpleted）と表現します。
「枯渇」に対比される言葉は「富む」、「肥沃」（enriched）という言葉になります。インコンパティブル元素に富んだ物質は大陸地殻を構成している岩石や堆積物です。始原マントルから大陸地殻の成分が抜けて、枯渇したマントルが残ります。炭素はインコンパティブル元素にあたり、大陸地殻や堆積物に富んだ成分となります。
ダイヤモンは、「肥沃なマントル」の中で形成されます。炭素の供給過程として、沈み込む海洋プレートに伴って堆積物の潜り込んだものや、大陸下部の物質のマントルへの落下、始原マントル内での炭素などのインコンパティブル元素の農集など、肥沃になるための特殊なプロセスが必要になります。
しかし、オフィオライト、つまり海洋プレートはそのようなプロセスを受ける場とは考えられないのです。ダイヤモンドの形成場として、「枯渇したマントル」由来のオフィオライトではいろいろな難点があります。では、それはどのように解決されるでしょうか。次回としましょう。
・快晴・
北海道は清々しい天気がやっと戻ってきました。
朝少し雲があっても、しばらくすると晴れてきます。
ここ最近の青空は、今までの曇天を取り返すような
素晴らしい快晴です。
心地よい初夏の風が吹いています。
北海道の一番いい季節でもあります。
・教員採用試験・
いよいよ今週末、教員採用試験があります。
学科の多くの学生が受けますが
今までの努力の結果が問われます。
しかし、まずは先生になりたいという
意志が強いかどうかが重要です。
その意志さえあれば、
たとえ採用試験に失敗しても
たとえ何年か臨時教員をしても、
努力を続ければ目標は達成できます。
学科の多くの卒業生たちがそれを証明してくれています。
あとは、その意思を継続するだけです。
そんな心境になってくれればいいのですが。
2014年6月26日木曜日
2014年6月19日木曜日
3_130 ダイヤモンド 3：産状
オフィオライトからのダイヤモンドは、数千個という数が見つかっています。ダイヤモンドの岩石の中での産状もわかってきました。では、オフィオライトの中でダイヤモンドがどのように形成されるのか、それが問題なのです。
オフィオライトの中からダイヤモンドが見つかるといいましたが、オフィオライトの岩石群の中の、どのようなところから見つかっているのでしょうか。
ダイヤモンドは、オフィオライトのカンラン岩とクロミタイトと呼ばれる岩石の中から見つかっています。
カンラン岩とは、マントルを構成している岩石で、オフィオライトではマグマを供給した「出がらし」の（ダナイトやハルツバージャイトと呼ばれる）カンラン岩と、マグマが冷えてできた結晶が沈降してマグマ溜まりの底に層状にたまった（レルゾライトと呼ばれる）カンラン岩があります。ダイヤモンドが見つかるのは、「出がらし」のカンラン岩から多いようです。
また、クロミタイトとは、クロム（Cr）成分に富んだスピネル（クロムスピネルと呼ばれます）という鉱物を主とする岩石です。クロミタイトは、レルゾライトのさらに下に、つまり最も早期にマグマから沈殿してできた岩石ています。時には、「出がらし」カンラン岩の中に「さや状」や「マユ状」にできることもあります。ダイヤモンドは、「さや状」クロミタイトから見つかっているようです。
研究の過程で、オフィオライトから数千個のダイヤモンドが見つかっています。見つかる比率は、300から600 kgの岩石から数十個ほどのダイヤモンドが見つかります。サイズは0.2から0.5 mmの直径で、黄色や黄緑色などの色がついています。Ni-Mn-Coの合金の包有物の中に、ダイヤモンドが見つかることが多いようです。これは、キンバーライトのダイヤモンドとは明らかに違った産状です。
オフィオライトのカンラン岩やクロミタイトでは、多様な金属元素の合金鉱物が見つかっています。通常岩石中では、金属元素は酸化物になっているので、金属のままであるということは酸素がないか強い還元的な環境でなければなりません。ですから、オフィオライトの中に、特殊な還元的環境が出現するような条件があったことは確かです。
数千個という大量のダイヤモンドは、大量の岩石から分離されたものでした。岩石の中にある状態のダイヤモンドが、6個だけみつかっています。6個のダイヤモンドは、岩石の中での産状がわかるので重要な試料となります。いずれもクロミタイトから見つかっていて、ダイヤモンドのサイズは0.2から0.5 mmの直径があります。クロミタイトはクロマイトという鉱物からできていますが、ダイヤモンドの周囲は、0.5から1 mmほどのマグネシオクロマイトに取り込まれていて、ダイヤモンドの周囲には非晶質の炭素もあります。このようなクロマイトの中だけに還元的な条件が出現した産状となっています。
オフィオライトのダイヤモンドは、上で述べたような記載からその存在は確認できました。岩石中での産状も把握されてきました。でも、事実としてわかっているのは、ここまです。
問題は、なぜオフィオライトからダイヤモンドが見つかるのかという成因です。その推定を、次回、紹介しましょう。
・ザクザク・
ダイヤモンドが数千個も見つかっているというのは、
ザクザクありそうですが、
大量の石を処理しているから見つかっているのです。
大量処理は、鉱業的な探し方でもあります。
研究においても目的があれば、大量処理をして
必要な試料を集めることはあります。
私はやったことがありませんが、
論文で時々見かける手法でもあります。
体力勝負の研究で、非常に労力が必要な手法でもあります。
その結果として見つかるダイヤモンドは、
サイズも小さいく、色も付いていることから、
装飾用としては向いていないのかもしれません。
鉱業としては、成立するかどうかは不明です。
ですから、とりあえずは学術的に調べていくことでしょうね。
成因や産状の広がりなどが明らかになってくれば、
鉱業的に採算がとれるかどうかもわかってくるでしょう。
・天候不順・
北海道の天候不順は、ここ1週間ほど継続しています。
天気が悪く、毎日のように
雨が降ったりやんだりしています。
梅雨明けころに、梅雨前線が北に上がって
エゾ梅雨と呼ばれる現象が起こることがあります。
しかし、今回の雨は、気温も低めで、
梅雨前線も太平洋におりているので
エゾ梅雨とは違っています。
まあ、こんな時もあるのでしょうね。
オフィオライトの中からダイヤモンドが見つかるといいましたが、オフィオライトの岩石群の中の、どのようなところから見つかっているのでしょうか。
ダイヤモンドは、オフィオライトのカンラン岩とクロミタイトと呼ばれる岩石の中から見つかっています。
カンラン岩とは、マントルを構成している岩石で、オフィオライトではマグマを供給した「出がらし」の（ダナイトやハルツバージャイトと呼ばれる）カンラン岩と、マグマが冷えてできた結晶が沈降してマグマ溜まりの底に層状にたまった（レルゾライトと呼ばれる）カンラン岩があります。ダイヤモンドが見つかるのは、「出がらし」のカンラン岩から多いようです。
また、クロミタイトとは、クロム（Cr）成分に富んだスピネル（クロムスピネルと呼ばれます）という鉱物を主とする岩石です。クロミタイトは、レルゾライトのさらに下に、つまり最も早期にマグマから沈殿してできた岩石ています。時には、「出がらし」カンラン岩の中に「さや状」や「マユ状」にできることもあります。ダイヤモンドは、「さや状」クロミタイトから見つかっているようです。
研究の過程で、オフィオライトから数千個のダイヤモンドが見つかっています。見つかる比率は、300から600 kgの岩石から数十個ほどのダイヤモンドが見つかります。サイズは0.2から0.5 mmの直径で、黄色や黄緑色などの色がついています。Ni-Mn-Coの合金の包有物の中に、ダイヤモンドが見つかることが多いようです。これは、キンバーライトのダイヤモンドとは明らかに違った産状です。
オフィオライトのカンラン岩やクロミタイトでは、多様な金属元素の合金鉱物が見つかっています。通常岩石中では、金属元素は酸化物になっているので、金属のままであるということは酸素がないか強い還元的な環境でなければなりません。ですから、オフィオライトの中に、特殊な還元的環境が出現するような条件があったことは確かです。
数千個という大量のダイヤモンドは、大量の岩石から分離されたものでした。岩石の中にある状態のダイヤモンドが、6個だけみつかっています。6個のダイヤモンドは、岩石の中での産状がわかるので重要な試料となります。いずれもクロミタイトから見つかっていて、ダイヤモンドのサイズは0.2から0.5 mmの直径があります。クロミタイトはクロマイトという鉱物からできていますが、ダイヤモンドの周囲は、0.5から1 mmほどのマグネシオクロマイトに取り込まれていて、ダイヤモンドの周囲には非晶質の炭素もあります。このようなクロマイトの中だけに還元的な条件が出現した産状となっています。
オフィオライトのダイヤモンドは、上で述べたような記載からその存在は確認できました。岩石中での産状も把握されてきました。でも、事実としてわかっているのは、ここまです。
問題は、なぜオフィオライトからダイヤモンドが見つかるのかという成因です。その推定を、次回、紹介しましょう。
・ザクザク・
ダイヤモンドが数千個も見つかっているというのは、
ザクザクありそうですが、
大量の石を処理しているから見つかっているのです。
大量処理は、鉱業的な探し方でもあります。
研究においても目的があれば、大量処理をして
必要な試料を集めることはあります。
私はやったことがありませんが、
論文で時々見かける手法でもあります。
体力勝負の研究で、非常に労力が必要な手法でもあります。
その結果として見つかるダイヤモンドは、
サイズも小さいく、色も付いていることから、
装飾用としては向いていないのかもしれません。
鉱業としては、成立するかどうかは不明です。
ですから、とりあえずは学術的に調べていくことでしょうね。
成因や産状の広がりなどが明らかになってくれば、
鉱業的に採算がとれるかどうかもわかってくるでしょう。
・天候不順・
北海道の天候不順は、ここ1週間ほど継続しています。
天気が悪く、毎日のように
雨が降ったりやんだりしています。
梅雨明けころに、梅雨前線が北に上がって
エゾ梅雨と呼ばれる現象が起こることがあります。
しかし、今回の雨は、気温も低めで、
梅雨前線も太平洋におりているので
エゾ梅雨とは違っています。
まあ、こんな時もあるのでしょうね。
2014年6月12日木曜日
3_129 ダイヤモンド 2：オフィオライト
（2014.06.12）
オフィオライトからダイヤモンドが見つかっています。オフィオライトのダイヤモンドの認定については、紆余曲折があった後に、今では確認がされています。ただし、まだすべてのオフィオライトから発見されているわけではなく、一部のオフィオライトからだけです。
キンバーライトという火山岩に伴うものが現在の宝石の供給源で一番多くのダイヤモンドを産出しています。その他のダイヤモンドの産状として、衝突ダイヤモンドも超高圧変成ダイヤモンドを紹介しましたが、量も少なく、大きさも小さいものでした。もう一つの産状として、近年見つかってきた、オフィオライトに伴うダイヤモンドがあります。
オフィオライトとは、海洋プレートが海溝で沈み込むときに、大陸の縁や島弧に一部が持ち上げられて、大陸に保存されたものです。過去の海洋プレートの「化石」のようなものです。オフィオライトに見られる岩石の並び（層序と呼びます）は、下からマントルの岩石（カンラン岩の一種のハルツバージャイト）、次にマグマだまりの底に沈殿した岩石（いろいろなカンラン岩やクロミタイトなど）、マグマだまりが固まった岩石（斑レイ岩）、噴出するときのマグマの通り道となった岩脈群（ドレライト）、海底に噴出した枕状の溶岩（玄武岩）、その上に海底に沈殿した生物の遺骸（層状チャート）となります。
1993年には、オフィオライトのカンラン岩からダイヤモンドが見つかったという報告がなされましたが、なんらか（自然か人為）の原因による汚染ではないかと考えられていました。その原因として、岩石を顕微鏡で観察するときに研磨するのですが、研磨剤にダイヤモンドを使うことがありました。そのような人為的にダイヤモンドが紛れ込んだのか、あるいは自然状態であるが、オフィオライトの岩石が形成されるときに同時にできたのではなく、何らかの理由で紛れ込んだのではないかと考えられていました。つまり、オフィオライトの中でダイヤモンドが形成されたのではなく、汚染物質としてダイヤモンドが紛れ込んなのではないかとされてきました。
ところが2000年代になって、ダイヤモンドの存在は、汚染ではないことがわかってきました。各地のオフィオライトで、何人も研究者がダイヤモンドが検証され、他の高圧鉱物も見つかっていることから、ダイヤモンドの産出は確からしいと考えられてきました。もちろんそれらのダイヤモンドは、大きなも宝石になるようなサイズではなく、1mmに満たいないマイクロダイヤモンドですが。
ダイヤモンドが見つかっているオフィオライトの多くは、チベットの衝突帯からです。この地域は、インド大陸がユーラシア大陸に衝突したとき、間にあった消えたテチス海を構成していた海洋プレートの断片が、オフィオライトになっています。ダイヤモンドの産地は点在していますが、2000kmの長さにわたって、ダイヤモンドを含むオフィオライトが分布していることになります。現在のところ、チベットでは8箇所のオフィオライトから見つかっています。
他にも、天山山脈やウラルのオフィオライトからも、マイクロダイヤモンドが見つかっていますが、いずれも大陸の衝突や島弧の衝突でできたオフィオライトのようです。
マイクロダイヤモンドは、大陸が衝突した地域のオフィオライトだけに見つかるのか、それとも他のタイプのオフィオライトからも見つかるのかは、今後の研究を待たなければなりません。
さて、オフィオライトの中のダイヤモンドは、どのようなところから見つかるのでしょうか。実際の産状についてですが、それは次回としましょう。
・地質学的フレームワーク・
私は、オフィオライトを研究していました。
研究常識からすると、オフィオライトの中から
ダイヤモンドが発見されるとは考えられません。
オフィオライトとは海洋プレートの最上部にあたります。
まして、ダイヤモンドが見つかっているのは
マグマだりの底ですから、
せいぜい10kmほどの深さしかないはずです。
そこはダイヤモンドができる条件からは、かけ離れています。
不思議としかいえません。
オフィオライトのダイヤモンドの成因を解明は
地質学的フレームワークを変更する必要が
でてくるくらいの重要性を持つかもしれません。
今度、もっと研究されるべきでしょう。
・光陰矢のごとし・
6月は、北海道が一番いい季節になります。
ところが、私にとって、6月はあれよあれよという間に、
過ぎていきそうで焦っています。
やるべきこともできずに時間だけが、
ただただ過ぎていきます。
年々忙しだけが増え、
時間が矢のように過ぎていきます。
これは私だけでないのでしょう。
「光陰矢のごとし」という言葉があるのですから、
昔の人も同じ思いに駆られたのでしょう。
でも、ゆったりとした落ち着いた時間が
流れないでしょうか。
それも心の持ちよう次第なのでしょうかね。
オフィオライトからダイヤモンドが見つかっています。オフィオライトのダイヤモンドの認定については、紆余曲折があった後に、今では確認がされています。ただし、まだすべてのオフィオライトから発見されているわけではなく、一部のオフィオライトからだけです。
キンバーライトという火山岩に伴うものが現在の宝石の供給源で一番多くのダイヤモンドを産出しています。その他のダイヤモンドの産状として、衝突ダイヤモンドも超高圧変成ダイヤモンドを紹介しましたが、量も少なく、大きさも小さいものでした。もう一つの産状として、近年見つかってきた、オフィオライトに伴うダイヤモンドがあります。
オフィオライトとは、海洋プレートが海溝で沈み込むときに、大陸の縁や島弧に一部が持ち上げられて、大陸に保存されたものです。過去の海洋プレートの「化石」のようなものです。オフィオライトに見られる岩石の並び（層序と呼びます）は、下からマントルの岩石（カンラン岩の一種のハルツバージャイト）、次にマグマだまりの底に沈殿した岩石（いろいろなカンラン岩やクロミタイトなど）、マグマだまりが固まった岩石（斑レイ岩）、噴出するときのマグマの通り道となった岩脈群（ドレライト）、海底に噴出した枕状の溶岩（玄武岩）、その上に海底に沈殿した生物の遺骸（層状チャート）となります。
1993年には、オフィオライトのカンラン岩からダイヤモンドが見つかったという報告がなされましたが、なんらか（自然か人為）の原因による汚染ではないかと考えられていました。その原因として、岩石を顕微鏡で観察するときに研磨するのですが、研磨剤にダイヤモンドを使うことがありました。そのような人為的にダイヤモンドが紛れ込んだのか、あるいは自然状態であるが、オフィオライトの岩石が形成されるときに同時にできたのではなく、何らかの理由で紛れ込んだのではないかと考えられていました。つまり、オフィオライトの中でダイヤモンドが形成されたのではなく、汚染物質としてダイヤモンドが紛れ込んなのではないかとされてきました。
ところが2000年代になって、ダイヤモンドの存在は、汚染ではないことがわかってきました。各地のオフィオライトで、何人も研究者がダイヤモンドが検証され、他の高圧鉱物も見つかっていることから、ダイヤモンドの産出は確からしいと考えられてきました。もちろんそれらのダイヤモンドは、大きなも宝石になるようなサイズではなく、1mmに満たいないマイクロダイヤモンドですが。
ダイヤモンドが見つかっているオフィオライトの多くは、チベットの衝突帯からです。この地域は、インド大陸がユーラシア大陸に衝突したとき、間にあった消えたテチス海を構成していた海洋プレートの断片が、オフィオライトになっています。ダイヤモンドの産地は点在していますが、2000kmの長さにわたって、ダイヤモンドを含むオフィオライトが分布していることになります。現在のところ、チベットでは8箇所のオフィオライトから見つかっています。
他にも、天山山脈やウラルのオフィオライトからも、マイクロダイヤモンドが見つかっていますが、いずれも大陸の衝突や島弧の衝突でできたオフィオライトのようです。
マイクロダイヤモンドは、大陸が衝突した地域のオフィオライトだけに見つかるのか、それとも他のタイプのオフィオライトからも見つかるのかは、今後の研究を待たなければなりません。
さて、オフィオライトの中のダイヤモンドは、どのようなところから見つかるのでしょうか。実際の産状についてですが、それは次回としましょう。
・地質学的フレームワーク・
私は、オフィオライトを研究していました。
研究常識からすると、オフィオライトの中から
ダイヤモンドが発見されるとは考えられません。
オフィオライトとは海洋プレートの最上部にあたります。
まして、ダイヤモンドが見つかっているのは
マグマだりの底ですから、
せいぜい10kmほどの深さしかないはずです。
そこはダイヤモンドができる条件からは、かけ離れています。
不思議としかいえません。
オフィオライトのダイヤモンドの成因を解明は
地質学的フレームワークを変更する必要が
でてくるくらいの重要性を持つかもしれません。
今度、もっと研究されるべきでしょう。
・光陰矢のごとし・
6月は、北海道が一番いい季節になります。
ところが、私にとって、6月はあれよあれよという間に、
過ぎていきそうで焦っています。
やるべきこともできずに時間だけが、
ただただ過ぎていきます。
年々忙しだけが増え、
時間が矢のように過ぎていきます。
これは私だけでないのでしょう。
「光陰矢のごとし」という言葉があるのですから、
昔の人も同じ思いに駆られたのでしょう。
でも、ゆったりとした落ち着いた時間が
流れないでしょうか。
それも心の持ちよう次第なのでしょうかね。
2014年6月5日木曜日
3_128 ダイヤモンド 1：いくつかの産状
以前、日本でダイヤモンドが発見されたというニュースを、エッセイで紹介したことがあります。そのニュースもなかなか興味深いものでしたが、他にもダイヤモンドが見つかるところがあることがわかってきました。今までにないダイヤモンドの産出状態を紹介しましょう。
ダイヤモンドは宝石として興味を持つ人も多いのですが、研究者も興味を持っています。それは、非常に高温高圧でないと形成されない鉱物なので、そのでき方を探ることは、自然界でどのようにして高温高圧状態ができるかを知ることになります。
まずは、ダイヤモンドがどこから見つかるかをみていきましょう。古くから知られているのは、キンバーライトと呼ばれる特殊は火山岩に含まれているものです。鉱山としてして採掘されているダイヤモンドのほほとんどは、キンバーライトに由来するものです。
キンバーライトは、地球深部、100kmより深いところでできたマグマが、高速で上昇してきて噴出したものです。非常に特殊な火山岩です。キンバーライトの他にもランプロアイトとよばれる特殊な火山岩でも見るつかります。いずれも、アルカリ成分に富むマグマの噴出です。
2007年に見つかった日本のダイヤモンドも、ランプロアイトの火山岩からでした。ただし、日本列島という特殊な環境で見つかったことは重要な意味があります。それは、1_63や3_70から3_73のエッセイを参照して下さい。
ダイヤモンドは、炭素からできている鉱物で、炭素が超高温高圧状態にされると形成されます。深部でマントル内で炭素の集まっている条件でダイヤモンドの結晶ができ、さらに低温低圧ではグラファイト（石墨）などの結晶に変わるるので、変わる前に上昇してしまう必要があります。そのような条件を満たすものに、キンバーライトやランプロアイトがありました。
それ以外にも、いくつかの条件を満たす産出状況があることがわかるようになってきました。
まず、超高圧変成岩と呼ばれる岩石です。大陸同士の衝突で、深く潜り込んだ方の大陸地殻では、高圧条件が出現します。1990年には、そんな超高圧変成岩の中からダイヤモンドが発見されています。120から150kmより深いところまで潜り込んだと考えられています。その後、地表に露出したことになります。超高圧変成ダイヤモンドは、変成作用でできた鉱物であるガーネットや輝石、白雲母、ジルコンなどの結晶の中や境界部でみつかります。ただし、0.1から0.01mmほどの大きさしかありません。
もうひとつは、激しい衝突などで、瞬間的に高温高圧条件を生み出されたときにできたものです。自然界では、隕石の衝突で発生する条件が考えられます。1997年には、衝突ダイヤモンドが発見されています。シベリアのポピガイ（Popigai）クレーターが最も大きいものとして知られています。ただし、非常に小さな結晶です。
衝突ダイヤモンドも超高圧変成ダイヤモンドも、いずれも稀で非常に小さいものしか見つかっていません。
1993年には、別のタイプのダイヤモンドが見つかっています。そのタイプのダイヤモンドは、量も多く、大きさもかなりのもののようです。それは、次回としましょう。
・エゾハルゼミ・
5月末から急に暖かくなってきました。
30度を越える真夏日にもなりました。
今まで、肌寒い日が続いていたので、
やっと夏になった気がします。
暑くなるをまっていたように
エゾハルゼミが盛んに鳴いています。
そして6月4日からYOSAKOIも始まりました。
北海道の初夏の風物詩がそろってきました。
・教育実習・
初夏を迎えたのですが、
私の忙しさは一段と増してきました。
今年は教育実習生が例年の倍ほどいるので、
担当の教員は出かけることが多くなりました。
6月がピークで、7月まで続き、
9月にも再度ピークがきます。
休講ができないので
その調整がなかなか大変です。
補講をすることでなんとかやりくりしています。
ダイヤモンドは宝石として興味を持つ人も多いのですが、研究者も興味を持っています。それは、非常に高温高圧でないと形成されない鉱物なので、そのでき方を探ることは、自然界でどのようにして高温高圧状態ができるかを知ることになります。
まずは、ダイヤモンドがどこから見つかるかをみていきましょう。古くから知られているのは、キンバーライトと呼ばれる特殊は火山岩に含まれているものです。鉱山としてして採掘されているダイヤモンドのほほとんどは、キンバーライトに由来するものです。
キンバーライトは、地球深部、100kmより深いところでできたマグマが、高速で上昇してきて噴出したものです。非常に特殊な火山岩です。キンバーライトの他にもランプロアイトとよばれる特殊な火山岩でも見るつかります。いずれも、アルカリ成分に富むマグマの噴出です。
2007年に見つかった日本のダイヤモンドも、ランプロアイトの火山岩からでした。ただし、日本列島という特殊な環境で見つかったことは重要な意味があります。それは、1_63や3_70から3_73のエッセイを参照して下さい。
ダイヤモンドは、炭素からできている鉱物で、炭素が超高温高圧状態にされると形成されます。深部でマントル内で炭素の集まっている条件でダイヤモンドの結晶ができ、さらに低温低圧ではグラファイト（石墨）などの結晶に変わるるので、変わる前に上昇してしまう必要があります。そのような条件を満たすものに、キンバーライトやランプロアイトがありました。
それ以外にも、いくつかの条件を満たす産出状況があることがわかるようになってきました。
まず、超高圧変成岩と呼ばれる岩石です。大陸同士の衝突で、深く潜り込んだ方の大陸地殻では、高圧条件が出現します。1990年には、そんな超高圧変成岩の中からダイヤモンドが発見されています。120から150kmより深いところまで潜り込んだと考えられています。その後、地表に露出したことになります。超高圧変成ダイヤモンドは、変成作用でできた鉱物であるガーネットや輝石、白雲母、ジルコンなどの結晶の中や境界部でみつかります。ただし、0.1から0.01mmほどの大きさしかありません。
もうひとつは、激しい衝突などで、瞬間的に高温高圧条件を生み出されたときにできたものです。自然界では、隕石の衝突で発生する条件が考えられます。1997年には、衝突ダイヤモンドが発見されています。シベリアのポピガイ（Popigai）クレーターが最も大きいものとして知られています。ただし、非常に小さな結晶です。
衝突ダイヤモンドも超高圧変成ダイヤモンドも、いずれも稀で非常に小さいものしか見つかっていません。
1993年には、別のタイプのダイヤモンドが見つかっています。そのタイプのダイヤモンドは、量も多く、大きさもかなりのもののようです。それは、次回としましょう。
・エゾハルゼミ・
5月末から急に暖かくなってきました。
30度を越える真夏日にもなりました。
今まで、肌寒い日が続いていたので、
やっと夏になった気がします。
暑くなるをまっていたように
エゾハルゼミが盛んに鳴いています。
そして6月4日からYOSAKOIも始まりました。
北海道の初夏の風物詩がそろってきました。
・教育実習・
初夏を迎えたのですが、
私の忙しさは一段と増してきました。
今年は教育実習生が例年の倍ほどいるので、
担当の教員は出かけることが多くなりました。
6月がピークで、7月まで続き、
9月にも再度ピークがきます。
休講ができないので
その調整がなかなか大変です。
補講をすることでなんとかやりくりしています。
2014年5月29日木曜日
5_120 だいち2号の打ち上げ成功
先日、テレビで「だいち2号」の打ち上げのニュースが流れました。軌道への投入から観測準備作業へと順調に進んでいるようです。「だいち」の後継機である「だいち2号」は、陸地の凹凸を詳細に観測するためのレーダを備えています。その目的はどのようなものか、確認していきましょう。
2014年5月24日12時5分14秒、種子島宇宙センターから「だいち2号」が打ち上げがおこなわれました。無事打ち上げが終わり、H-IIAロケットから分離をし、予定通りの軌道に投入されました。観測に向けての準備作業は、順調に進行しているようです。
少し前のエッセイで「だいち2号」の説明を詳しくしたので、やっと打ち上げがおこなわれたとの感もあります。繰り返しになるかもしれませんが、「だいち2号」の役割を紹介します。
「だいち2号」は「だいち」の後継機で陸地の観測をする衛星です。「だいち2号」の目的は、陸域のレーダによる正確な地形観測です。「だいち」が陸域の基本的なデータをすでに収集しているので、それをより発展させるかたちでの観測装置となっています。精度を上げることと、一気に広域をカバーすることを目的としています。
レーダの装置は、合成開口レーダ（SAR）とよばれ、高度628kmから、分解能3mという高精度の測定と、100mの分解能で350kmの幅を一気に観測することができます。ひとつの装置でありながら、高精度と広範囲という一見矛盾するような観測データを収集できます。非常にすぐれたレーダ装置であります。
詳細かつ広域の地形データは、前に運用されていた「だいち」のデータと比較することで、地球全土の地形変動を、経時的変化として読みとることができます。このようなデータは、災害時に備えての基本的データの収集に加えて、地震や火山などの災害予防、予知に役立つと期待されています。
災害時だけでなく、平常時でも、日本の地図情報の更新、あるいは各国の国土情報の収集、資源開発や環境保全、環境モニターなどにも利用できると期待されています。
やっと打ち上げが終わったところですが、その活用に期待が膨らみます。
・ロケットの打ち上げ・
私は、種子島宇宙センターも、
鹿児島県の大隅半島の内之浦も
フロリダ半島のケープカナベラルのケネディ宇宙センターも
見学にいったことがあります。
しかし、残念ながら、ロケットの打ち上げは
直接見たことがありません。
一度は見学したいのですが、
なかなか実現できません。
基地の見学はこちらの都合でできるのですが、
打ち上げは、その日程に合わせていかなくてはいけません。
荒天や装置の不具合によって打ち上げ延長もありえます。
もし行ってそのような事態があれば、
無駄足になりなけません。
そんなリスクを、仕事を持っている身では
なかなかとれません。
しかし、ロケットの打ち上げ見学は
生きているうちに実現したい夢の一つでもあります。
・5mメッシュ・
「だいち」の観測データから作成された
5mメッシュの数値標高データは
大変魅力があります。
ただし、有償なので私には手が出ません。
国土地理院が航空機のレーダ測量などのデータで
都市部などの一部データは公表しつつあるのですが、
日本全域ではそろっていません。
ですから、「だいち」の日本全域のデータは魅力です。
今は、国土地理院の努力に声援を送りたい気持ちが強いです。
でも、人の住まないところの5mメッシュのデータは
作成されないだろうなぁという気もします。
2014年5月24日12時5分14秒、種子島宇宙センターから「だいち2号」が打ち上げがおこなわれました。無事打ち上げが終わり、H-IIAロケットから分離をし、予定通りの軌道に投入されました。観測に向けての準備作業は、順調に進行しているようです。
少し前のエッセイで「だいち2号」の説明を詳しくしたので、やっと打ち上げがおこなわれたとの感もあります。繰り返しになるかもしれませんが、「だいち2号」の役割を紹介します。
「だいち2号」は「だいち」の後継機で陸地の観測をする衛星です。「だいち2号」の目的は、陸域のレーダによる正確な地形観測です。「だいち」が陸域の基本的なデータをすでに収集しているので、それをより発展させるかたちでの観測装置となっています。精度を上げることと、一気に広域をカバーすることを目的としています。
レーダの装置は、合成開口レーダ（SAR）とよばれ、高度628kmから、分解能3mという高精度の測定と、100mの分解能で350kmの幅を一気に観測することができます。ひとつの装置でありながら、高精度と広範囲という一見矛盾するような観測データを収集できます。非常にすぐれたレーダ装置であります。
詳細かつ広域の地形データは、前に運用されていた「だいち」のデータと比較することで、地球全土の地形変動を、経時的変化として読みとることができます。このようなデータは、災害時に備えての基本的データの収集に加えて、地震や火山などの災害予防、予知に役立つと期待されています。
災害時だけでなく、平常時でも、日本の地図情報の更新、あるいは各国の国土情報の収集、資源開発や環境保全、環境モニターなどにも利用できると期待されています。
やっと打ち上げが終わったところですが、その活用に期待が膨らみます。
・ロケットの打ち上げ・
私は、種子島宇宙センターも、
鹿児島県の大隅半島の内之浦も
フロリダ半島のケープカナベラルのケネディ宇宙センターも
見学にいったことがあります。
しかし、残念ながら、ロケットの打ち上げは
直接見たことがありません。
一度は見学したいのですが、
なかなか実現できません。
基地の見学はこちらの都合でできるのですが、
打ち上げは、その日程に合わせていかなくてはいけません。
荒天や装置の不具合によって打ち上げ延長もありえます。
もし行ってそのような事態があれば、
無駄足になりなけません。
そんなリスクを、仕事を持っている身では
なかなかとれません。
しかし、ロケットの打ち上げ見学は
生きているうちに実現したい夢の一つでもあります。
・5mメッシュ・
「だいち」の観測データから作成された
5mメッシュの数値標高データは
大変魅力があります。
ただし、有償なので私には手が出ません。
国土地理院が航空機のレーダ測量などのデータで
都市部などの一部データは公表しつつあるのですが、
日本全域ではそろっていません。
ですから、「だいち」の日本全域のデータは魅力です。
今は、国土地理院の努力に声援を送りたい気持ちが強いです。
でも、人の住まないところの5mメッシュのデータは
作成されないだろうなぁという気もします。
2014年5月21日水曜日
1_126 最古の認定 4：検証終了
ジルコン内で鉛が移動する可能性があることが指摘されていました。その危惧を回避するためには、古いジルコンで鉛の同位体がどう分布しているかを原子レベルで調べることが一番の確認となります。そんな検証がなされました。
これまで、ジルコンを用いた年代測定の方法を述べてきました。そこで浮上してきた問題は、ジルコンの中で、形成後も鉛が移動することなく、保存されているかどうかというものでした。ウランやトリウムから放射壊変によって形成されてきた鉛が、長期間、移動することなくジルコンの中に留まっていることが、年代測定の精度を保証する条件となります。もし、鉛の移動があっても、ディスコーディアを形成するような履歴でなくてはなりません。
ジルコンは、もともと鉛を含まない結晶です。鉱物として鉛が安定に存在する場所がないような結晶構造をしているのです。ですから、放射改変できた鉛が移動すると、年代測定値が変化してしまうことになります。鉛がある場所（収まりやすいところ）に移動しており、たまたまその部分を測定してしまうと、古い年代がでることもありえます。
これに関する研究が、アメリカのバレリーたちが、2014年2月にNature Geoscienceという雑誌で報告しました。タイトルは、次のようなものでした。
Hadean age for a post-magma-ocean zircon confirmed by atom-probe
tomography
（アトム・プローブ断層撮影によって確認されたマグマ・オーシャン後のジルコンの冥王代年代）
アトム・プローブ断層撮影とは、元素の分布を3次元的に調べる装置で、ジルコン中の鉛の原子の収まっている位置を原子一個ごとに調べていくことができる装置です。
バレリーたちは、このアトム・プローブ断層撮影を用いて、44億年前の年代を示しているジルコンを調べました。結晶内のある部分（クラスターと呼ばれています）の鉛の分布を調べました。範囲は10nm（ナノメートル、10億分1mのこと）で、奥行き10nmから50nmで調べられました。
そんな微小なクラスターには、50個ほどの鉛原子がありました。クラスターの中では、207Pb/206Pb比が異常に高い比をもっていました。
206Pbは238U（半減期44.68億年）からできたたもので、207Pbは235U（半減期7.038億年）からのものです。いずれもウランの崩壊で形成されるものです。なのに207Pbが異常に多くなっていました。
これは、形成後、熱変成による変化を受けたことを示しています。ディスコーディアを形成するような熱変化の事件があったことを示しています。ですから、コンコーディアとの交点での年代は、形成年代をしていることになると考えられます。
少々ややこしい論理ですが、原子レベルで古いジルコンの年代測定は、信頼性があるということを検証したことになります。今までは、なんとなくジルコンの年代が信じられていたのですが、この報告によって、鉛が動くのではないかという疑問、不安を取り除くことができました。地球最古の鉱物の年代が、44億0400万年前と確定したことになります。
・リラ冷え・
「リラ冷え」という言葉があります。
リラとはライラックのことです。
札幌では、先週末から「ライラック祭り」がはじまりました。
「リラ冷え」とは、ライラックの花が咲くころに、
冷え込みがあるということです。
まさにその通り、週末は寒かったです。
土、日曜日は、自宅ではストーブをたきました。
週明けには晴れて、心地良い春の天気になりました。
・高体連・
北海道では、一気に夏のスポーツの季節がはじまりました。
息子は、高体連で4日間も札幌市内の競技場に通います。
10km近く離れているのですが、自転車で通っています。
公共の交通機関がまだ動いていない時間帯に到着して、
準備するそうです。
以前は家内が送っていたのですが、
今年から自転車で行くことにしたそうです。
5時半に自宅をでるというで、
家内が弁当をつくるために、
私が起きる時間に、ばたばたしています。
朝の私のささやか安息の時間が、慌ただしく過ぎていきます。
これまで、ジルコンを用いた年代測定の方法を述べてきました。そこで浮上してきた問題は、ジルコンの中で、形成後も鉛が移動することなく、保存されているかどうかというものでした。ウランやトリウムから放射壊変によって形成されてきた鉛が、長期間、移動することなくジルコンの中に留まっていることが、年代測定の精度を保証する条件となります。もし、鉛の移動があっても、ディスコーディアを形成するような履歴でなくてはなりません。
ジルコンは、もともと鉛を含まない結晶です。鉱物として鉛が安定に存在する場所がないような結晶構造をしているのです。ですから、放射改変できた鉛が移動すると、年代測定値が変化してしまうことになります。鉛がある場所（収まりやすいところ）に移動しており、たまたまその部分を測定してしまうと、古い年代がでることもありえます。
これに関する研究が、アメリカのバレリーたちが、2014年2月にNature Geoscienceという雑誌で報告しました。タイトルは、次のようなものでした。
Hadean age for a post-magma-ocean zircon confirmed by atom-probe
tomography
（アトム・プローブ断層撮影によって確認されたマグマ・オーシャン後のジルコンの冥王代年代）
アトム・プローブ断層撮影とは、元素の分布を3次元的に調べる装置で、ジルコン中の鉛の原子の収まっている位置を原子一個ごとに調べていくことができる装置です。
バレリーたちは、このアトム・プローブ断層撮影を用いて、44億年前の年代を示しているジルコンを調べました。結晶内のある部分（クラスターと呼ばれています）の鉛の分布を調べました。範囲は10nm（ナノメートル、10億分1mのこと）で、奥行き10nmから50nmで調べられました。
そんな微小なクラスターには、50個ほどの鉛原子がありました。クラスターの中では、207Pb/206Pb比が異常に高い比をもっていました。
206Pbは238U（半減期44.68億年）からできたたもので、207Pbは235U（半減期7.038億年）からのものです。いずれもウランの崩壊で形成されるものです。なのに207Pbが異常に多くなっていました。
これは、形成後、熱変成による変化を受けたことを示しています。ディスコーディアを形成するような熱変化の事件があったことを示しています。ですから、コンコーディアとの交点での年代は、形成年代をしていることになると考えられます。
少々ややこしい論理ですが、原子レベルで古いジルコンの年代測定は、信頼性があるということを検証したことになります。今までは、なんとなくジルコンの年代が信じられていたのですが、この報告によって、鉛が動くのではないかという疑問、不安を取り除くことができました。地球最古の鉱物の年代が、44億0400万年前と確定したことになります。
・リラ冷え・
「リラ冷え」という言葉があります。
リラとはライラックのことです。
札幌では、先週末から「ライラック祭り」がはじまりました。
「リラ冷え」とは、ライラックの花が咲くころに、
冷え込みがあるということです。
まさにその通り、週末は寒かったです。
土、日曜日は、自宅ではストーブをたきました。
週明けには晴れて、心地良い春の天気になりました。
・高体連・
北海道では、一気に夏のスポーツの季節がはじまりました。
息子は、高体連で4日間も札幌市内の競技場に通います。
10km近く離れているのですが、自転車で通っています。
公共の交通機関がまだ動いていない時間帯に到着して、
準備するそうです。
以前は家内が送っていたのですが、
今年から自転車で行くことにしたそうです。
5時半に自宅をでるというで、
家内が弁当をつくるために、
私が起きる時間に、ばたばたしています。
朝の私のささやか安息の時間が、慌ただしく過ぎていきます。
2014年5月15日木曜日
1_125 最古の認定 3：コンコーディアとディスコーディア
ウランとトリウムの年代測定は、いろいろな組み合わせができて、いくつもの年代値が得られます。便利ではあるのすが、それなりの条件を整ったものでないと、正確な年代が求められません。ジルコンは、特別な条件を満たす鉱物で、特別な年代測定ができます。
UとThの放射性改変を年代測定として利用する場合、同じマグマからできた複数の鉱物の測定をして、アイソクロンを引くことで年代を求めていました。ジルコンの鉱物一個から、年代が求められるという方法があります。少々ややこしいのですが、いくつかの条件を満たしている場合に適用できる方法です。
まず、放射性核種として、239Uと235Uの2つを用います。これで変数をひとつ減らすことができます。Uに富み、Pbが含まれていないような鉱物であれば、時間がたてば鉱物のPbはすべて放射性核種のU起源であることになります。これで、さらに変数を減らせます。このような条件を満たす鉱物がジルコンです。
横軸に235Uと放射性改変できた207Pbの比、縦軸に238Uと206Pbの比をとってグラフにすると、原点から上に凸の指数関数が描けます。この曲線をコンコーディア（年代一致曲線）といいます。コンコーディアは、Uの存在量や、238Uと235Uの比に関わりなく、描けるものです。
岩石（ジルコン）の時間経過とともに、コンコーディアの曲線にそって、値が変化していきます。ですから、現在のジルコン中の207Pb/235Uと206Pb/238Uの2つの同位体比を測定すれば、年代が決定できることになります。
実際には、古い岩石、鉱物ほど、いろいろな変動や変成作用を受けています。ところが、変成作用でPb量に変化が起こったとしても、同じ鉛の同位体の207Pbと206Pbなので、その時代の比を残したまま変化します。その後の変化はコンコーディアから離れます。抜け方の違うジルコンがいくつかあれば、アイソクロンのように直線をひくことができます。このような直線をディスコーディア（年代不一致曲線）といいます。ただし、変化の条件によっては、曲線になることもありえます。
ジルコンで、ある時、変成作用によってPbが抜けて、コンコーディアから離れて、ディスコーディアにそって変化していくとします。ディスコーディアとコンコーディアの古い時代の交点は、ジルコンが変成を受けてPbが抜けた事件の時代を示していると考えられます。
ジルコンの測定値が、ディスコーディアの古い方でコンコーディアとの交点、あるいはコンコーディアに近ければ、それは変成年代や形成年代に近いと考えられます。このようなコンコーディア付近の測定値は、年代とみなせます。これがジルコンによる年代測定の原理です。
西オーストラリアのジャックヒルのジルコンも他の地域の古い岩石のジルコン年代も、同じ考えで測定され、年代とされてきました。ジャックヒルズのジルコンは、コンコーディアの近くで、もっとも古いものが44億年前にできたと考えられています。ただし、ディスコーディアをつくるような測定値は、35億年くらいに集まっています。
ディスコーディアをつくるということは、Pbが抜ける事件があったことを示しています。その時、もともとジルコンには、Pbはほどんど含まれない成分なので、古いジルコンの中のPbは、本当にきっちりと保存されているのか。また、Pbの同位体による抜け方に違いはないとされているが、本当に確かなのか。などという不安材料があります。この不安を解消しないと、年代の信頼性が保てないのです。
・百花繚乱・
北海道は春の盛りとなりました。
桜は終わりましたが、
百花繚乱の季節となりました。
新緑も眩しくなりました。
寒さに対して肩を怒らせていたのですが、
やっと肩の力が抜ける季節になります。
これから夏までいい季節になります。
・腰痛・
腰痛になりました。
今、体質改善に取り組んでいます。
これまで毎年体重が増えていました。
通勤で往復7KMあるいていのですが、
単純に歩くだけではだめなようです。
これまで、低血糖にも度々みまわれるので、
糖尿病になる前に、体重を減らすことにしました。
食事制限は大変なので、糖質制限に挑戦しています。
体重も測定しだしてから4kg、
昨年の夏からは10kgほどの減りました。
急激な体質変化で、持病の腰痛がでてきたのでしょうか。
治療を心がけていますが、体質改善が落ち着いてから
対策を考えたいと思っています。
今は対処療法の整体治療です。
UとThの放射性改変を年代測定として利用する場合、同じマグマからできた複数の鉱物の測定をして、アイソクロンを引くことで年代を求めていました。ジルコンの鉱物一個から、年代が求められるという方法があります。少々ややこしいのですが、いくつかの条件を満たしている場合に適用できる方法です。
まず、放射性核種として、239Uと235Uの2つを用います。これで変数をひとつ減らすことができます。Uに富み、Pbが含まれていないような鉱物であれば、時間がたてば鉱物のPbはすべて放射性核種のU起源であることになります。これで、さらに変数を減らせます。このような条件を満たす鉱物がジルコンです。
横軸に235Uと放射性改変できた207Pbの比、縦軸に238Uと206Pbの比をとってグラフにすると、原点から上に凸の指数関数が描けます。この曲線をコンコーディア（年代一致曲線）といいます。コンコーディアは、Uの存在量や、238Uと235Uの比に関わりなく、描けるものです。
岩石（ジルコン）の時間経過とともに、コンコーディアの曲線にそって、値が変化していきます。ですから、現在のジルコン中の207Pb/235Uと206Pb/238Uの2つの同位体比を測定すれば、年代が決定できることになります。
実際には、古い岩石、鉱物ほど、いろいろな変動や変成作用を受けています。ところが、変成作用でPb量に変化が起こったとしても、同じ鉛の同位体の207Pbと206Pbなので、その時代の比を残したまま変化します。その後の変化はコンコーディアから離れます。抜け方の違うジルコンがいくつかあれば、アイソクロンのように直線をひくことができます。このような直線をディスコーディア（年代不一致曲線）といいます。ただし、変化の条件によっては、曲線になることもありえます。
ジルコンで、ある時、変成作用によってPbが抜けて、コンコーディアから離れて、ディスコーディアにそって変化していくとします。ディスコーディアとコンコーディアの古い時代の交点は、ジルコンが変成を受けてPbが抜けた事件の時代を示していると考えられます。
ジルコンの測定値が、ディスコーディアの古い方でコンコーディアとの交点、あるいはコンコーディアに近ければ、それは変成年代や形成年代に近いと考えられます。このようなコンコーディア付近の測定値は、年代とみなせます。これがジルコンによる年代測定の原理です。
西オーストラリアのジャックヒルのジルコンも他の地域の古い岩石のジルコン年代も、同じ考えで測定され、年代とされてきました。ジャックヒルズのジルコンは、コンコーディアの近くで、もっとも古いものが44億年前にできたと考えられています。ただし、ディスコーディアをつくるような測定値は、35億年くらいに集まっています。
ディスコーディアをつくるということは、Pbが抜ける事件があったことを示しています。その時、もともとジルコンには、Pbはほどんど含まれない成分なので、古いジルコンの中のPbは、本当にきっちりと保存されているのか。また、Pbの同位体による抜け方に違いはないとされているが、本当に確かなのか。などという不安材料があります。この不安を解消しないと、年代の信頼性が保てないのです。
・百花繚乱・
北海道は春の盛りとなりました。
桜は終わりましたが、
百花繚乱の季節となりました。
新緑も眩しくなりました。
寒さに対して肩を怒らせていたのですが、
やっと肩の力が抜ける季節になります。
これから夏までいい季節になります。
・腰痛・
腰痛になりました。
今、体質改善に取り組んでいます。
これまで毎年体重が増えていました。
通勤で往復7KMあるいていのですが、
単純に歩くだけではだめなようです。
これまで、低血糖にも度々みまわれるので、
糖尿病になる前に、体重を減らすことにしました。
食事制限は大変なので、糖質制限に挑戦しています。
体重も測定しだしてから4kg、
昨年の夏からは10kgほどの減りました。
急激な体質変化で、持病の腰痛がでてきたのでしょうか。
治療を心がけていますが、体質改善が落ち着いてから
対策を考えたいと思っています。
今は対処療法の整体治療です。
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