1: 一般人φ ★ 2014/02/16(日) 16:44:30.48 ID:???

これまで何世紀にも渡って地質学者は河川にある石は下流に進むに従ってなぜ丸く、そして小さくなるのかその謎の解明を続けてきた。しかし、これまで地質学者の間では、この理由をはっきりとは解明できずにいた。

普通に考えると石は下流に流されるに従って摩耗されていくことで丸く、そして小さくなると思うだろう。
しかし、そうではなく初めから小さな石だから下流にまで流されてきたという可能性もあるのだ。では一体、本当のところ、なぜ、河川にある石は下流に進むに従って丸く、そして小さくなるとのだろうか?

University of Pennsylvaniaの Douglas Jerolmackは、Budapest University of Technology and Economicsの数学者の協力を得ることでこの難問に挑戦した。その結果、研究チームのモデルは多くの地質学者の考えとは対照的に、石が摩耗されることがこのパターンを形成する主要な要因となっているはいるものの、他にも2つのプロセスが生じることがこのパターンを形成させることを発見した。どういうことかというと、最初の段階として摩耗が生じることで石は丸くなる。
しかし、同時に摩耗によって石が小さくなるためには、石は初めから滑らか(smooth)である必要があることを見つけたのである。

「この回答はこうした地質学上の難問の答えとしては、単純であり、また明確なものとなるでしょう」
とJerolmack は述べる。

このモデルは、河川を石が旅をすることによって摩耗と浸食が生じる過程を説明してくれるだけでなく、また、河川がいつから存在しているのかといった地質学的歴史を解明するための手がかりを提供するものとなるだろう。

最近、火星探査ローバーは火星で河川の流れによって生じたものと見られる丸い石を発見した。このモデルはまた、こうした火星で発見された丸い石から火星にかつてあった河川の形成起源を解明することもできるかもしれない。

そして研究チームはこの研究成果をPLOS ONEを通じて発表した。

地質学におけるこれまでの定説では、河川で生じる丸い石の形成原因は摩耗にあるとは考えていなかった。
地質学者はこれまで、この謎の解明のために多くの実験を行ってきたが、実験の結果、石が摩耗するプロセスは非常にゆっくりとしか進まないため、摩耗ではこの現象は説明することはできないと考えていたのである。そのため、地質学では、この現象の原因は、初めから小さな石が選択的に下流にまで運ばれることにあると考えていた。
この理論に基づくと、上流にある丸くて小さな石ほど、下流まで容易に流されていくことができるということになる。

Budapest Universityは地質学者がとってきたこれまでのアプローチとは異なり、この問題を地質学的問題としては数学的問題として解くことを考えた。研究チームは、石のとがっている部分を数学的にモデル化することで、それらが下流に流されていくことでどれだけ摩耗が生じて丸くなっていくかを方程式化して解いたのである。

この摩耗方程式により石は、高いカーブ曲線を描いている部分は早く摩耗するが、直線に近い部分やマイナスのカーブ曲線の箇所に関しては摩耗は全く生じないことが判った。

この小石の摩耗方程式は、与えられて空間の中で熱がどのように拡散するかを解くための方程式と類似したものであり、両方の方程式は共に、拡散を扱っている点において同じものとなる、と研究チームは述べている。

今、あなたが、河原で丸い小石を拾ったとしよう。研究チームによるこの摩耗方程式を使うことにより、その石がこれまでにどれだけの距離をそしてどれだけの時間をかけて流れてきたかを割り出すことができるようになるのである。

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▽記事引用元 SciecenNewsline(February 12, 2014.)
http://jp.sciencenewsline.com/articles/2014021223440024.html

▽ペンシルベニア大学プレスリリース
http://www.upenn.edu/pennnews/news/penn-geophysicist-teams-mathematicians-describe-how-river-rocks-round

▽PLOS ONE
「How River Rocks Round: Resolving the Shape-Size Paradox 」
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0088657



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3: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:51:17.69 ID:aozG1Q0k

>地質学におけるこれまでの定説では、河川で生じる丸い石の形成原因は摩耗にあるとは考えていなかった。

えええええええええええええええええ、そうなん?
むしろ完璧に定説だろ、つか常識として扱われてただろ?


33: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:27:24.35 ID:dcA7Ri1W

>>3
摩耗でそうなるとして計算すると、聖書の年代を超えて遡ってしまうのでアメリカではタブー。


112: 名無しのひみつ 2014/02/17(月) 00:04:57.47 ID:4ZClqGlE

>>33
聖書の年代ってキリスト教宗派によって違うんだが。
そもそも聖書には、明確な基準となる時間が示されていない。
「神にとっての1日は人間にとっての千年のようなもの」というのを後にペテロという人が言ったくらいで、昔は千年を非常に長い時間を表すのに使った(君が代に出てくる「千代に八千代に」と同じく)抽象的表現でしかない。


4: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:52:28.70 ID:LeL4tVhG

石は腐るんだよ!
あと堆積学をやる人に落語好きが多いのはなぜなんだよ!


5: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:52:54.42 ID:DbGodQDW

え、小学生でも知ってることじゃなかったの?


8: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:55:38.76 ID:aWTZd5LY

>>5
って言うか小学校でそう習うよなw


7: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:55:03.75 ID:ZJ5UNct+

石の上にも三年、涙目


9: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:55:52.19 ID:YC4HBmrz

そんなことより氷った雪をどうにかしてくれ


10: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:57:01.39 ID:kQrfXSjU

摩耗して丸くなるんじゃなく最初から丸い石が流されただけって事を証明したのか


11: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:57:02.96 ID:ZWEVWooD

まーた嘘をw

アライグマが洗うから丸くなるのです


16: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:04:04.95 ID:bRq2cTG2

>>11

生まれて三か月、親がよそよそしくなったのです。いままであれだけ優しかったお母さんが
目も合わせてくれない…
そんな日が1週間続いたとき、川縁に連れていかれ
「これからここで石を洗うんだよ」「ずっとだよ」

周囲を見ると、石を洗っているたくさんの仲間。そこにはお父さんの姿もあったのです。
声をかけても反応はなく、石を洗うばかり。

「おまえも頑張るんだよ」
「お母さん、いつまでここにいればいいの?」
「…そうだね…いつまでだろうね…」

そう言ってお母さんは去っていきました。
それからどれだけの歳月がたったのか、お父さんはある時から見なくなり、気づくと周囲も
ずいぶん入れ替わっていました。
ぼくはあの日から石を洗いながら石にぼくの名前とお母さんの名前を書いて川に戻しています。
いつかこの石がお母さんの元に届きますように。


12: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:57:11.14 ID:aWfMSIcn

表面張力だろ


13: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 16:59:54.92 ID:HI5Sp4ep

やさしいからだろw


15: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:03:55.14 ID:bO5pg4x+

>この摩耗方程式により石は、高いカーブ曲線を描いている部分は早く摩耗するが、直線に近い部分やマイナスの
>カーブ曲線の箇所に関しては摩耗は全く生じないことが判った。

なんか方程式を解かなくても分かってたことだけど。


83: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 21:48:19.93 ID:TslIaRXX

>>15
金平糖を転がすと最初に棘の部分が取れ、次に球体の部分が減るってことだな


17: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:04:51.08 ID:zqE2y4Mk

千代に八千代に…


75: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 20:46:54.17 ID:mFkboCZa

>>17
「さざれ石」は年々大きくなる石のことだってさ。
下加茂神社にあるよ。


18: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:05:03.37 ID:xBjrjwZ1

成長すると丸くなります
若い時はトンガッてましたけどね


20: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:11:34.52 ID:LeL4tVhG

文意が意味不明。これは誤訳だな

>石が摩耗されることがこのパターンを形成する主要な要因となっているはいるものの、
>他にも2つのプロセスが生じることがこのパターンを形成させることを発見した。
>どういうことかというと、最初の段階として摩耗が生じることで石は丸くなる。
>しかし、同時に摩耗によって石が小さくなるためには、石は初めから
>滑らか(smooth)である必要があることを見つけたのである。

この部分は以下のような話

チームのモデルによると、これらのパターンを守るのに中心的役割を果たしているのが摩擦なのはたしかだが、
明瞭な2フェーズのプロセスに分かれて起こっていることが分かった。
第一のフェーズでは、摩擦が岩石を丸くする。
そして岩が丸くなってからのみ、摩擦が岩の直径を小さくするという第二のフェーズが起こるのだ。


36: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:35:06.63 ID:IyUfo+ym

>>20
□→〇→o というわけだな。


57: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 19:13:00.95 ID:+VBe0R1j

>>36
説明技術に感心した


127: 名無しのひみつ 2014/02/17(月) 05:56:18.33 ID:TxCHMHzV

>>36 >>20
>□→〇→o
尖った所から削れ、なければ全体が満遍なく削れると言うことね。ごく自然な話だが、日本の河川のような急流の場合は□な石どうしが流されぶつかって壊れる可能性も否定できんね。
(動く石の最大の重さは流速の4乗に比例)


21: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:13:16.32 ID:jIjK52xn

神様の仕業だろ


23: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:17:07.18 ID:MBgqEiIT

流れてきたから丸いんじゃない
丸いから流れてきたんだ!

強い者が勝つんじゃない
勝った者が強いんだ!

的な


24: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:17:18.23 ID:hhDU3LFo

ペンシルベニアの学生は一つ賢くなった

まあ日本の川は滝のように急な流れだ、
と言われてる所に住む人間にとっては常識でも、
ミシシッピー川みたいなゆっくり流れる川だと
水の流れや石の動きはイメージ出来ないのかもしれんけどな。


25: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:19:10.31 ID:QdZTMQjE

うちのフードプロセッサに四角錐の形をしたものが多数あるプラ板上に
賽の目に刻んだ大根を乗せて回転させると
角が取れて丸く小さくなるけど
理論と実際と合わないね


26: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:20:05.22 ID:ou9HiYJf

上流はロックンローラー
下流は演歌歌手


27: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:20:53.16 ID:e+9hUCI4

ちゃんと読まないで書き込んでる奴がいるな
小学校とかで教えられる「流されてきたから小さくなった説」が
間違ってるんじゃないかって話だ


28: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:21:20.07 ID:hbR8Fq1R

地質学者がバカなだけ・・・


30: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:21:46.36 ID:ldOr3BFV

数学的アプローチをPLOS ONEで出すなよw
実験無しの数値計算なんか
最も適してないだろ


31: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:22:00.53 ID:bO5pg4x+

ということは、大きい石が割れて小さくなるってのは珍しいのかな?

それと、数ではずっと多い「砂」は、どうやってできるんだろうか?


40: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:51:40.30 ID:5c7RRW0j

>>31
割れたり摩耗したりした石のかけらが砂だと教わった


32: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:25:41.29 ID:oWpZBK+q

河原の石が全部、平だったら子供達の
石罪(石積)がすぐに終わっちゃうだろ?


34: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:28:05.36 ID:gT2sB5Y+

イグノーベル賞候補


39: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:48:37.20 ID:aY8AsuuU

長年の謎だったの?
コロコロして丸くなったと思うんだけど。


41: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 17:54:23.41 ID:0v26s+Yt

長いこと生きてると角が取れて丸くなるってのは地質学から来たわけじゃなかったんだなw


44: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 18:04:25.44 ID:MhcIUIL6

>>その石がこれまでにどれだけの距離をそしてどれだけの時間をかけて流れてきたかを割り出すことができるようになる

ここがスゴイと思う


45: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 18:15:07.20 ID:xmMuz+1W

元から丸に近い石は、転がりやすくて、さらに摩耗して丸くなる
とがっているのは、転がらないから、なかなか丸くもならないって


46: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 18:16:15.51 ID:GRGtbGLA

削れたのが分かるのは誰も計算しなかっただけだろうが

これは削れなかった事が分かるって話だよ


47: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 18:20:32.16 ID:T66e/85N

なら、次に「全ての砂が河川を流れてきた岩が摩擦により小さくなった欠片」かもしれないという疑問を追及しろ


48: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 18:21:49.60 ID:+QkTLZ2P

つーか、「最初から丸い石」がどうやって生成されたのか説明出来ないだろ
この観点からは


72: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 20:29:07.36 ID:3XNduPoZ

水のpHで侵食されると思う


92: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 22:28:41.54 ID:TzRY9oC0

確かに、転がって磨耗の結果丸くなったってのは無理があるな。
なら何故、転がりやすい砂粒を顕微鏡で見ると丸くないんだ?
あれこそ球体をしてしかるべきだろ。


110: 名無しのひみつ 2014/02/16(日) 23:57:12.91 ID:SpBsFHJ0

つまり、推測でしかなかった説を数学的に証明したということでOK?


引用元: 【地学】河川の石はなぜ丸いのか? 数学者が地質学における長年の謎の解明に成功/米研究