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キラウエア火山が噴火を繰り返すハワイ島!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年05月24日(木)

キラウエア火山が噴火を繰り返すハワイ島!

4月の末からキラウエア火山の噴火が活発化しています。そもそもハワイ島がどの様な島なのか調べてみました。ハワイ島はハワイ州にある最大の島で5つの楯状火山で構成されています。その中でもマウナ・ケア火山とマウナ・ロア火山が際立っています。

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マウナ・ケア火山は標高4205mもあります。マウナ・ケアとはハワイ語で「白い山」という意味で、冬になると山頂が雪に覆われるので名付けられたそうです。比較的液体に近い溶岩の噴火で出来たため平たい形になっているので、遠くから見るとそんなに高くは見えません。さらに、山全体の体積が非常に大きく、自分自身の重さによって海底が押しつぶされ、その高さは徐々に減少しているそうです。山頂付近は天候が安定して空気も澄んでいることもあって、世界11カ国の研究機関が合計13基の天文台を設置しています。日本の国立天文台が設置した「すばる望遠鏡」もここにあります。ハワイ原住民との取り決めから、13基以上の天文台を建設しないことになっているので、今後新たに建設する場合は、既存のものを取り壊すか新たな了承を取り付ける必要があるそうです。マウナ・ケアは火山進化の老年期にあるので、約4500年前に噴火して以降、噴火をしていない休火山になっています。とりあえず、天文台は安全を確保しているということでしょうか。

マウナ・ロア火山は、体積が約75、000立方キロメートルある世界最大の楯状火山で標高は4169mです。マウナ・ケア火山と同じように、溶岩の粘度が低く極めて流動的なため、斜面がなだらかで盾を伏せたような形をしています。約70~100万年前に噴火をはじめました。地球のマントル深部から熱いマグマを上昇させるハワイ・ホットスポットが存在している為。現在もマウイ島のハレアカラ、ハワイ島のフアラライ、マウナ・ロア及びキラウエア、そして海底火山のロイヒにマグマが供給されています。マウナ・ロア火山はこの中で最大規模です。直近の噴火は1984年に起こりました。この噴火では山頂から海抜2900mまで北西と南東に割れ目火口が開き、1935年の大噴火同様、溶岩流が居住区ヒロに迫りましたが、噴火が3週間後に終わったため、郊外から約4kmの地点で止まったそうです。

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現在最も活発なキラウエア火山はマウナ・ロア火山と共にハワイ火山国立公園に指定されています。マウナ・ロア火山の南東斜面の上に載っているような位置で、標高は1247mしかありません。キラウエアとはハワイ語で「吹き出す」又は「多くまき散らす」 を意味し、頻繁に溶岩を噴き出している現状そのものです。1983年以来、ほぼ継続的に噴火を続けています。これはキラウエアの最近約500年間の歴史の中で、最も長く継続している噴火活動だそうです。キラウエアのイーストリフトゾーンにあるナパウ火口の近くから、1983年1月3日夜に断続的な割れ目噴火の活動が始まり、1983年6月から1986年7月までの3年間には、断続的な溶岩噴泉の活動を通じてプウオオ火砕丘が形成されました。このプウオオ火口が現在も最も溶岩を噴出させています。ハワイ島とは凄いところですが、そこに住みたがる住民がいるのも不思議な気がします。下記の画像は左がキラウエア火口で右がプウオオ火口です

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世界の山々!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年05月18日(金)

世界の山々!

オーストラリア人登山家のスティーブ・プレーン氏が今月14日に、世界最高峰エベレスト)の登頂に成功し、世界7大陸最高峰すべてをたった117日で登頂するという史上最短記録を樹立しました。それまでの最速記録はポーランド人登山家であるのヤヌシュ・コハンスキ氏が昨年達成した126日でした。わずか9日の差ですが、本人たちの間では凄い差なのでしょうね。7大大陸の最高峰とは次の山々です。

アジア大陸エベレスト中華人民共和国ネパール、8848m)

ヨーロッパ大陸エルブルス山ロシア連邦、5642m)

北アメリカ大陸デナリアメリカ合衆国、6194m)

南アメリカ大陸アコンカグアアルゼンチン・チリ、6959m)

アフリカ大陸キリマンジャロタンザニア、5895m)

オーストラリア大陸コジオスコオーストラリア、2228m)

南極大陸ヴィンソン・マシ南極半島付近、4892m)

プレーン氏は移動や登山前の準備期間を入れて各山の登頂に平均約17日かかったことになります。今回は最後がエベレストだったので下山にかかった日数は入っていないようです。それにしてもものすごい速さではないでしょうか?移動は当然飛行機だと思いますが、ゆっくり歩いている時間もなかったのではないかと推測されます。さらに気になるのが経費です。一体どのくらいの資金が必要なのか想像もできません。いい機会なのでヒマラヤ山脈について少し記載します。まず、世界で8000mを超える山々はすべてアジアに存在します。

1位:エベレスト       ・8848m

2位:K2          ・8611m

3位:カンチェンジュンガ   ・8586m

4位:ローツェ        ・8516m

5位:マカルー        ・8463m

6位:チョー・オユー     ・8201m

7位:ダウラギリ       ・8167m

8位:マナスル        ・8163m

9位:ナンガ・パルバット   ・8126m

10位:アンナプルナ     ・8091m

11位:ガッシャープルムⅠ峰 ・8068m

12位:ブロード・ピーク   ・8051m

13位:ガッシャーブルム11峰 ・8035m

14位:シシャパンマ     ・8027m

エベレストの山頂は地球上で一番高いところですが、約4.5億年前は海の底(テチス海と言われる)でした。エベレストの頂上から持ち帰った石灰岩の中から、海に住んでいたはずの三葉虫など古生物の化石(約4.5億年前のもの)が発見されて判明しました。地球の陸地が長い年月の間に大きく変化していることが良くわかります。日本人の2人の女性登山家を紹介しましょう。1975年5月16日に田部井淳子さんが女性として初めてエベレストに登頂しました。田部井さんはその後女性初の世界七大陸最高峰登頂も成し遂げています。日本人最年少でエベレストを登頂したのは南谷真鈴さんです。南谷さんは早稲田大学に通う大学生で、2016年5月23日に19歳でエベレスト登頂に成功しました。また、南谷さんは日本人最年少の世界七大陸最高峰登頂者としても知られています。

ついでに日本の高い山10峰を記載しておきましょう。私はエクアドルのコトパクシ(5897m)登山で5000m迄登ったことがありますが、日本では10峰のうち富士山しか登っていません。いずれ登りたいと思います。

1位:富士山  ・3776m

2位:北岳   ・3193m

3位:奥穂高岳 ・3190m

4位:間ノ岳  ・3189m

5位:槍ヶ岳  ・3180m

6位:東岳   ・3141m

7位:赤石岳  ・3120m

8位:涸沢岳  ・3110m

9位:北穂高岳 ・3106m

10位:大喰岳 ・3101m

世界に比べるとスケールが小さいですね。

NASAは月・火星に向かう!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年05月14日(月)

NASAは月・火星に向かう!

1969年7月、人類はアポロ11号で初めて月面着陸しました。その後、数回にわたって月面着陸を成功させましたが、アポロ計画は1972年に終了しました。ずいぶん時間が経ちましたが、今、NASAは火星を目指し活動を再度スタートしています。

一つ目は火星に行くための中継基地【月軌道ステーション】の設置です。これからの工程は。次の様な内容になっています。

2019年:推進力と電源に関する課題を解決して、無人の宇宙オリオンを打ち上げる。

2022年:月軌道ステーションを地球軌道に打ち上げる。

2025年:月軌道ステーシを月軌道に乗せる。さらに、30日間のミッションを担う4人のクルーメンバーを宇宙オリオンで送り込む。

2つ目は火星の状況を探査することです。

今月5日に新型の火星探査機「インサイト」が打ち上げられました。火星で起きる地震や地中の温度を測ることで火星の内部構造を初めて直接調べます。また、地球のような岩石惑星がどのように造られたかの解明にもつながると期待されています。インサイトは乗用車ぐらいの大きさで、パラシュートとロケットの逆噴射を使い着陸します。ロボットアームを使って、火星表面に地震計を設置したり、地下5メートルの深さまで熱流量計を埋め込んだりすることが出来ます。それにより、地震の波の伝わり方や、地中の熱の量や伝わり方を調べ、内部の構造や成分のほか、火星の成り立ちなどを明らかになると期待されています。 また同じロケットでブリーフケース大の小型衛星「マルコ」2機も打ち上げられました。これは、地球以外の惑星で初めてとなる小型衛星の技術実験ですが、うまく軌道に投入できれば、インサイトの火星大気への突入や着陸時の通信を支援するそうです。2050年までには火星に到達することが出来そうな雰囲気になってきました。画像はインサイトのイメージです。

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宇宙望遠鏡「TESS」打ち上げ!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年04月20日(金)

宇宙望遠鏡「TESS」打ち上げ!

米航空宇宙局(NASA)は18日、スペースX社のロケット「ファルコン9」によって太陽系外の惑星を探す宇宙望遠鏡「TESS」を打ち上げました。2年間にわたって地球を周回し、地球と同じぐらいの大きさで、生命が存在できそうな惑星の発見を目指すそうです。

NASAは2009年に宇宙望遠鏡「ケプラー」を打ち上げ、9年間の観測で2600個以上の系外惑星を見つけました。今回のTESSは4台のカメラを搭載した洗濯機ほどの大きさで、前回のケプラーと同じように惑星が恒星の手前を通過する際に恒星がわずかに暗くなる「トランジット」という現象を観測し、惑星が存在するかどうかを調べ、発見されるとその大きさや公転の軌道、周期などを計算します。TESSはケプラーよりも350倍もの広範囲を観測することが出来るので、2万個ほどの太陽系外惑星を発見し、このうち地球大の惑星は50個以上、地球より大きいが2倍には満たない大きさの惑星は最大500個見つかるとNASAは見込んでいます。TESSが予測通りに発見してくれた惑星については、地上と宇宙の両方に設置された天体望遠鏡でさらに観測を進め、岩石の地形があるか、大きさは地球と同等か、太陽との距離が近すぎも遠すぎもせず水が液体で存在できる気温かどうかなど、生命が存在する可能性を示唆する条件を調べることになるそうです。画像はTESSの想像図です。

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ホーキング博士と「マルチヴァース(多元的宇宙)」

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年04月12日(木)

ホーキング博士と「マルチヴァース(多元的宇宙)」

3月に亡くなられた宇宙物理学者のホーキング博士は、1970年にペンローズ博士と共同で宇宙の始まりに関する論文を発表しました。当時、宇宙の始まりを研究する根拠は「一般相対性理論」でしたが、それに基づいて過去に遡ると宇宙の始まりには重力や密度が無限大の状態になっていたはずで、一般相対性理論が破綻してしまう「特異点」が存在せざるを得ないことを証明したのです。しかし、その時点では宇宙がどの様に始まるのかという特異点定理が欠けていました。これは一般相対性理論だけでは解決できないテーマで、ホーキング博士はそれに量子論を組み入れたのです。特異点定理を研究するために、彼は現宇宙の始まる前の状態まで思いを巡らし、1983年にハートル博士と共同で「ハートル・ホーキングの無境界仮説」を提唱しました。それによると、そこは空間や時間の概念自体が暖味になってしまう場だそうです。特異点が原子レベルの状態だったとすれば、粒子のようにも波のようにも振る舞うことが出来るという量子論的な概念です。ホーキング博士の研究はさらに続きます。亡くなる10日前に公開されていた「A Smooth Exit from Eternal Inflation?(永久インフレーションからのスムーズな離脱?)はハートグ博士との共同論文として公開されました。二人は、「ハートル・ホーキングの無境界仮説」についてさらに研究を重ねた結果、無境界仮説のモデルは一つの宇宙だけではなく、異なる物理定数を持つ無数の宇宙を作り出してしまう(永久インフレーションと呼ばれる現象)ことに気が付きました。そこから彼らはマルチヴァース(多元的宇宙)の可能性を、検証可能な科学的フレームワークに変換できるような方法の開発に努め最後の論文に至ったのです。この論文は無境界仮説に量子論を加え、宇宙が量子論の支配するインフレーションから誕生し、そのあと宇宙の進化と共に一般性相対理論が出現することを描写しているそうです。宇宙の量子起源を証明するのはビッグバンからの重力波で、地球では検出できないのですが、いつか宇宙での重力波実験ができればこれを直接検出できるかもしれないそうです。まさにホーキング博士が言い遺しているように「人間の努力には境界がない」ですね!

レアアースに朗報!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年04月11日(水)

レアアースに朗報!

多くの製造業で使われるレアアース(希土類)の世界生産量は中国が約90%を占めていて、これまで幾度となく中国との価格交渉で物議を醸しだしています。そのような環境下、海洋研究開発機構や東京大学の研究グループが排他的経済水域(EEZ)である南鳥島沖南250kmの海底(深さ約5600m)に調査船を送り、約1600万トンのレアアース泥があることを確認したと発表しました。このレアアース泥には、例えばモーターなどに使うテルビウムは世界需要の420年分、液晶ディスプレーの発光体に使うユロピウムは620年分もあるとのことです。残る課題は5600mの海底から如何に安いコストでレアアース泥を回収するかですが、レアアース泥の粒の直径が通常の泥の4倍あることに着目し、海底でふるいにかける特殊装置を開発し、試掘では通常の6倍の濃度でレアアース泥を回収出来たそうです。これが本格的に商業ベースに乗ると日本の産業界が活気づくこと間違いなしです。

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エヴェレスト(チョモランマ)を廻る不毛な論争!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年03月21日(水)

エヴェレスト(チョモランマ)を廻る不毛な論争!

世界最高峰のエヴェレスト(チョモランマ)の標高は8848mと学校で習った記憶があり、世界最高峰なので決して忘れることのない数字になっています。かなり昔インドの測量局が独自計測した時の標高が8848mであったことと、その後中国の国家計測地理情報局が1975年に科学的な計測を行った結果8848.13mだったことで、8848mが証明された形になっていました。ところが、中国が再度計測をした結果として、標高は8844.43mであると発表したことで論争は始まりました。中国の主張は頂上に積もった雪3.5mと地殻変動の影響で合計3.7m低くなったというものです。エヴェレスト登山のメッカであるネパールがこれに意義を唱えているようで、今年の登山シーズン中に再計測を予定しています。どういう結果になるかわかりませんが、標高を岩石面で測るのか、万年雪も含めて測るのかの不毛な論争の感じがします。世界一ですから従来通り8848mとしてほしいですね!

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地球の磁力低下!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年03月15日(木)

地球の磁力低下!

世界の地質学者たちが地球の磁力について、私達が知らないところで観測してくれています。最近のレポートでは南米から南アフリカにかけて広がる「南大西洋異常帯」において磁力低下の異常を指摘しています。磁力低下が進むと最後は磁極が逆転しますが、過去2000万年の地球史を見ると磁極の逆転は20万年~30万年に一回起こっていたことが確認されています。しかし不思議なことに、ここ80万年は発生していません。一方、地球の磁力はここ数十年にわたり5%/10年の割合で弱まっており、特に「南大西洋異常帯」で特に弱まっているそうです。磁極の逆転に人類が受ける事態は壊滅的であると学舎たちが指摘しています。日本で心配されている南海トラフ地震の可能性もそうですが、人類はいつ起こるかもしれない自然脅威と直面していることを認識しておきましょう!

がん治療の最先端技術・粒子線治療!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年03月11日(日)

がん治療の最先端技術・粒子線治療!

日本人の3大死因のひとつ悪性新生物(癌)の3大治療法は1、手術(外科療法)、2.薬物療法(抗がん剤)、3、放射線治療です。この中で放射線治療に焦点を当ててみると、従来はエックス線を用いた治療が主流でした。治療を受けられる施設が多いことや公的医療保険の適合範囲が広いことがその理由と思われます。エックス線治療は皮膚からエックス線が照射されがん細胞に至るのですが、がん細胞の前の正常組織も一緒に照射を受けるのである程度の損傷を覚悟しなければなりません。さらに、がん細胞の先にも照射が届きますからその部分の損傷の可能性もありました。その後、千葉県にある放射線医学総合研究所にはじめて導入されたHIMACと呼ばれる加速器により、1994年から炭素イオンを使う重粒子線治療の臨床試験が開始され、2003年には厚生労働省から当時の(高度先進医療)の承認を得て粒子線治療の症例を重ねてきています。粒子線治療の優れたところは粒子線に「ブラッグピーク」と呼ばれる特性があることです。体に粒子線を照射すると体表からがんの部位までは細い糸の様な線になって進入し、がん細胞に到達すると一気に威力を発揮して、その先の正常組織にもダメージは与えない治療ができるそうです。粒子線治療には重粒子線と陽子線の2種類が現在使われています。問題は設備が巨大で高額なことと公的医療保険の適合範囲が限られていることでしょうか?それでも現在、重粒子線治療施設が5か所、陽子線治療施設が13か所まで増えていて、日本はこの粒子線治療では先進国として認知されているそうです。

物質を構成する素粒子!

カテゴリ: 雑記(科学、自然) 公開日:2018年03月10日(土)

物質を構成する素粒子!

1987年2月23日、16万年前に大マゼラン星雲に属する星が超新星爆発を起こし中性子星になったのを偶然発見して、世界の天文学者たちがその観測に沸き立ちました。まったく同じタイミングで、東京大学宇宙線研究所に設置されていたカミオカンデが、水タンクに11~12個のニュートリノが飛来し13秒にわたり存在していたことを発見して世界に驚愕をあたえました。さらに、1996年には、現在設置されているスーパーカミオカンデが、ニュートリノに質量があることを証明するニュートリノ振動を発見しました。

ビッグバンから始まった宇宙の不明な部分が、ニュートリノ観測を通して解明されるかもしれないらしいです。ニュートリノは素粒子のひとつですが、そもそも素粒子とは何かを少し調べてみました。最先端物理学の内容なので、科学者たちが唱えている学説の詳しいことはよくわかりませんが、最低限知っておくべきことをまとめてみました。

「水」を例に取り上げてみると、大きい段階から物質(水)-分子(H2O)-原子(H水素)-陽子(陽子・中性子)-素粒子(クオーク)となり素粒子が最小単位です。宇宙を構成するすべての物質はクオークとレプトンという素粒子の構成で形成されています。水素を例にとると、クオーク3つからなる陽子とレプトンのひとつである電子1つの組み合わせになっています。素粒子の世界では、物理学者たちが100年かけて作り出してきた「標準理論」があり、全部で17種類の素粒子が現在存在しています。

       第一世代       第二世代        第三世代    

クオーク:  アップ&ダウン    チャーム&ストレンジ  トップ&ボトム

レプトン:  電子ニュートリノ&  ミューニュートリノ&  タウニュートリノ&

       電子         ミューオン       タウ

力を伝える素粒子:光(電磁気力)、グルーオン(強い力)、ウィークボソン2種(弱い力)

質量を与える素粒子: ヒッグス

上記17素粒子の中で最近存在が証明されたのがヒッグス素粒子です。この素粒子はクオークのようにものを構成するものでもなく、レプトンのように力を伝えるものでもなく、他の素粒子たちとはかけ離れた存在です。一つだけかけ離れた素粒子があるのはおかしいと考えている科学者たちも多く、これからヒッグス素粒子をもっと掘り下げて研究していくことが予想されています。また、クオークの第三世代に属するトップクオークも6つのクオークの中で異常に質量があるので、何か理由があるとみられていて、ヒッグスと同様研究テーマになっています。現在建設計画中のILCという陽子と陽電子を衝突させる直線30kmの加速器設備が解明してくれると期待されています。