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微粒子

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1: 2019/03/21(木) 14:10:17.03 ID:CAP_USER
 東工大地球生命研究所の藤島皓介さんは、宇宙生物学者として、土星の衛星エンケラドス探査の準備を進めている。

 地球の生命の起源の話をさんざんしてきたけれど、ここではもう素直に、藤島さんのことを宇宙の研究者だと考えてよい。

 では、生物の専門家である藤島さんが、このような宇宙探査計画で担当する部分はどんなことだろう。

「二つあります。第一に、エンケラドスで何をどれほどの精度で見つけられたら生命がいると言えるかという疑問に答えなくてはなりません。そして、第二に、サンプルの捕集とその後の分析をどうすれば成功させられるかです。複数の軌道計画をトレードオフした結果、現在のベースライン案では、エンケラドスの周回軌道に入らずに、エンケラドスの近くを『フライバイ』、つまり通り過ぎます。このとき探査機とプリュームの間には秒速4キロ以上の相対速度があるため、エンケラドスの海の底から宇宙空間に放出された微粒子に含まれているだろう有機物を、そうした超高速な衝突を経ても、いかに壊さずに捕まえて地球に持ち帰るか、あるいは探査機の中で、その場で有機物を微粒子から抽出、分離、分析できるようにするかということに挑戦しています」

まずは第一の担当について。どんなものを見つけたら、エンケラドスに生命がいると言えるのか。これが分からないと探査計画自体が成立しない。藤島さんの見解が問われるところだ。

「今、考えている生命徴候の候補は、実はペプチドなんです。その理由は、まず、その材料になるアミノ酸が宇宙において普遍的に存在している生命関連物質だからです。遠くの天体のガスの中にもあることが分かっているし、炭素質隕石の中からも見つかっています。比較的、単純な分子なので、例えば星間雲を模したガスや塵(ちり)に放射線を当てると、アミノ酸の前駆体ができることも実験的に分かっています。そして、アミノ酸はつながって『紐』、ペプチドやタンパク質になることで、さまざまな形状をとれます。ある種の金属と非常に親和性が高くて、電子伝達、酸化還元反応に使えたり、あるいは化学反応の触媒になるような分子にもなり得ます。ですから、アミノ酸がつながった短いタンパク質、ペプチドをまずは見つけようとしています」

 タンパク質が鉱物を取り込んで、酸化還元反応を担うことについては、この連載の第3回を参照のこと。

 ただし、ペプチドがあったからといって、即座に生命発見! とはいえないだろう。というのも、ペプチド自体は、非生命的な化学反応でも生まれるからだ。生命由来のものと非生命的な反応に由来するものをどう見分けるのだろうか。

「実は、慶應で当時修士学生だった高萩航くん(現在、東大の博士課程)が、エンケラドスの模擬熱水-岩石反応を再現したときに、そこにアミノ酸を入れるとつながってペプチドになるかという実験をやりました。すでに学会でも発表したのですが、結論を言いますと、つながります。2つのアミノ酸がつながったペプチドができます。なぜこの実験をやったかというと、エンケラドスの環境でペプチドが見つかったとして、それが生命の存在を示すものなのかどうか判別したいわけです。そのためには、まず生命反応を全く介さない、ただの岩石上での触媒反応でできるペプチドのセットを知っておけば、実際に行った時に答え合わせができますよね。

続きはソースで

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/web/19/022100005/022600008/
images (1)


引用元: 【宇宙生物学】もしも異星で生命が見つかったら何が起きる?[03/20]

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1: 2019/03/14(木) 00:32:31.35 ID:CAP_USER
寒い冬の朝、口からハーッと息を吐く。息が白く見える。この白い息の正体は細かい水滴だ。体から出てきた息には、たくさんの水蒸気が含まれている。それが急に冷えて、それだけの水蒸気を含むことができない状態になる。空気が水蒸気を限度いっぱいまで含んでいる状態を「飽和」という。吐いた息は、それを超えて水蒸気を含んでしまっている「過飽和」の状態になる。その多すぎた分が液体に戻って細かい水滴となり、白い雲のようになって目に見える。

このときに欠かせないのが「エーロゾル(エアロゾル)」だ。エーロゾルとは、大気中に漂う固体や液体の微粒子のことだ。ものを燃やしたときに出る黒いすすや、工場の煙突などから排出される硫酸成分や硝酸成分から変化したものもある。過飽和の状態になった空気とエーロゾルが出合うと、余分な水蒸気がエーロゾルの周りにくっついて水滴になる。

空の雲も、白い息と同じしくみでできる。雲は、日差しを遮って地面に届く太陽熱の量を減らすし、地面から放射される熱を吸収する働きもある。雲のでき具合は、気象や気候の予測に大きく影響を与える。ところが、現在の科学では、雨を降らす雲の飽和、過飽和、エーロゾルの関係が、じゅうぶんによくわかっていない。雨雲の中がどれくらい過飽和になっているのかという基本的な事柄さえ、わからなかった。その推定に初めて成功したのが、東京大学の茂木信宏(もてき のぶひろ)助教らの研究グループだ。東京、沖縄での大気観測から得た雲中の過飽和度は0.08%。これまでは0.1%、1%などと推定されていた。

続きはソースで

図 雨雲の過飽和度を観測する手法の模式図。上昇気流の中の黒色炭素(初期トレーサー)と、落ちてきた雨粒に含まれている黒色炭素(除去されたトレーサー)のサイズの違いを調べ、それらを比較することで、雨雲の水蒸気の含みすぎ具合(過飽和度)を推定する。(茂木さんら研究グループ提供)
https://news.mynavi.jp/article/20190313-784294/images/001.jpg

https://news.mynavi.jp/article/20190313-784294/
ダウンロード (7)


引用元: 【気象】雨雲が水分をどれくらい含みすぎて雨を降らせているのかが、初めてわかった[03/13]

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1: 2019/02/26(火) 16:04:00.87 ID:CAP_USER
電動航空機が飛ぶには、まだ何十年もかかるだろう。だから、航空機からの二酸化炭素排出量を削減する方法も考えた方がいい。

航空機は急速に増加している二酸化炭素汚染源の1つであり、地球温暖化の原因となる他の微粒子も放出するため、温暖化に非常に大きな影響を及ぼしている。とはいえ、現時点では空の旅をやめる以外に、汚染をなくす代替策は見あたらない。

ボーイング737やエアバスA320を電動化することの大きな問題の1つは、あれだけ大きな機体を長距離にわたって飛ばし続けるのに必要な電池の重量だ。最近、ネイチャー・エナジー( Nature Energy)に掲載された論文によると、小型ジェット機クラスの機体には少なく見積もっても、800Wh/kg(1キログラムあたりのワット時)の比エネルギーの電池パックが必要だと分かった。

これは現在の最新型リチウム・イオン電池の4、5倍大きな数字であることが、2月11日付のネイチャー・サステナビリティ(Nature Sustainability)で新たな意見論文として発表されている。

論文の著者である、カーネギーメロン大学のバッテリー専門家ベンカット・ヴィスワナータン助教授と、ハイブリッド飛行機のスタートアップ企業「ズーナム・エアロ(Zunum Aero)」の創業者であるマット・ナップ主任技師は、リチウム・硫黄やリチウム・酸素といった次世代電池でさえその限界に達することはできないだろうと述べる。さらに、大型航空機を電動化するには、電気モーター、パワー・エレクトロニクス、バッテリー放電率、そして基本的な空気力学設計などの大幅な改善が必要になるだろう(「航空機「電化」に賭ける夢、 高出力の新電池開発を目指す 材料科学者たち」参照)。

これらを総合すると、「実用可能な完全電動航空機」に要する技術的進展までには何十年もかかるだろうと、論文著者らは述べている。

続きはソースで

https://cdn.technologyreview.jp/wp-content/uploads/sites/2/2019/02/12015007/download-za10-in-clouds-cropped-1182x787.jpg

https://www.technologyreview.jp/nl/hybrid-planes-could-shorten-the-leap-to-all-electric-737s/
ダウンロード (1)


引用元: 【電池】電動航空機までの「つなぎ」にハイブリッドが有効、温暖化対策で[02/26]

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1: 2018/12/22(土) 19:55:11.12 ID:CAP_USER
 ブラックコーヒーが机などにこぼれて乾くとリング状のシミになるのに対し、甘いコーヒーはムラのない均等なシミになる。そんな研究の成果を海洋研究開発機構が発表した。インクの加工に応用すれば、プリンターのムラを抑えられる可能性があるという。

 機構は、海洋探査などを担っている国立研究開発法人だ。その研究によると、ブラックコーヒーのしずくは外側から蒸発していくため、液体は中心部から外側へ移動する。あわせてコーヒーの微粒子も外側へ運ばれ、液体がすべて蒸発すると、残った微粒子がリング状のシミとして残る。

続きはソースで

■ブラックコーヒーのしずくが乾くと、ふちの部分が濃いリング状のシミになる
https://www.asahicom.jp/articles/images/AS20181221002332_commL.jpg
https://www.asahicom.jp/articles/images/AS20181221002215_commL.jpg

朝日新聞デジタル
https://www.asahi.com/articles/ASLDP45L4LDPULFA01G.html
ダウンロード


引用元: コーヒーのシミ、なぜ輪に? 「コーヒーリング現象」インクの色ムラにも応用 海洋研究開発機構[12/21]

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1: 2018/12/16(日) 13:18:58.07 ID:CAP_USER
地球の気候変動のうち、温暖化は太陽から届く熱エネルギーを大気中の温室効果ガスが蓄えることで起こっていると考えられています。この温室効果ガスを減らすことが温暖化に対する取り組みの主な柱となっているわけですが、逆に「太陽から届くエネルギーの一部を遮る・反射することで地球の気温が上昇することを防ぐ」という方法についての検証実験が2019年にも始まります。

First sun-dimming experiment will test a way to cool Earth
https://www.nature.com/articles/d41586-018-07533-4

First geoengineering experiment to dim the sun on track for 2019
https://www.dezeen.com/2018/12/11/first-solar-geoengineering-experiment/

ハーバード大学の研究者チームが進める「The Stratospheric Controlled Perturbation Experiment(SCoPEx:成層圏制御摂動実験)」と名付けられたプロジェクトでは、Stratospheric Aerosol Injection(SAI:成層圏エアロゾル投入)と呼ばれる手法の検証が行われます。実験では、建築用のセメントや胃腸の「制酸剤」などとして用いられることが多い炭酸カルシウムの粉末を空中に散布し、地域一帯の環境がどのように変化するのかを観測します。

SAIは自然現象の中でその効果がすでに実証されています。それは巨大な火山の噴火による気候の小規模な変動です。大きな火山が噴火し、大量の火山灰が巻き上げられて大気の成層圏に達すると、上空に薄く散らばった火山灰によって日光の一部が遮られ、地球の平均気温が下がるという現象がこれまで何度も確認されています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/12/16/geoengineering-experiment-dim-the-sun/01_m.png

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181216-geoengineering-experiment-dim-the-sun/
ダウンロード


引用元: 【環境】地球温暖化対策として大気中に微粒子をまいて太陽光を弱める実験が2019年に始まる[12/16]

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1: 2018/10/22(月) 13:21:54.19 ID:CAP_USER
■世界で販売されている海塩、湖塩、岩塩を調査した研究で判明

 数年前、海塩からマイクロプラスチックが初めて見つかった。しかし、調味料として身近な塩に、プラスチック微粒子がどのくらい含まれているかについては、分かっていなかった。新たな研究で、世界の食塩の9割にマイクロプラスチックが含まれているというショッキングな結果が報告された。

 この研究は、韓国の研究者グループと環境保護団体「グリーンピース東アジア」の合同チームが、塩に関する既存研究を活用してまとめたものだ。食塩に含まれるマイクロプラスチックが地理的にどう広がっているか、プラスチック汚染が起きている場所とどんな相関関係があるのかについて、世界規模で調査した研究はこれが初めてである。その分析によると、調査対象となった食塩39品目のうち、36品目でマイクロプラスチックが検出された。

 韓国、仁川大学の海洋科学教授キム・スンギュ氏は、「海産物経由で摂取したマイクロプラスチックの量と、同じ地域から排出されたマイクロプラスチック量には、強い相関関係があると考えられます」と話す。

 分析対象となったのは、欧州、北米、南米、アフリカ、アジアの合計21の国と地域から集めた塩のサンプルである。そのうち、台湾(精製海塩)、中国(精製岩塩)、フランス(天日製塩による無精製海塩)の3品目のみがマイクロプラスチックを含んでいなかった。この研究成果は、「Environmental Science & Technology」誌に掲載された。

 マイクロプラスチックが含まれている割合は、地域ごとにも違いがあった。密度が高かったのがアジア産の塩で、インドネシアで販売されたものが一番マイクロプラスチックを含んでいた。アジアはプラスチック汚染が進んでおり、中でも5万4720キロメートルの海岸線を持つインドネシアは、2015年の別の研究でも、世界で2番目にプラスチック汚染がひどい国とされた。

近年、塩に関しては、スペイン、中国、米国の各チームと、フランス・英国・マレーシアの合同チームによって、4つの研究が発表されていた。今回の研究は、こうした流れから生まれた最新の成果だ。

 米ニューヨーク州立大学フレドニア校のシェリ・メイソン教授は、今回の発見により、マイクロプラスチックの影響を評価する手段が「1つ増えた」と話す。同教授は、過去、米ミネソタ大学の研究者グループと塩を研究している。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/101900449/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/101900449/
ダウンロード (9)


引用元: 9割の食塩からマイクロプラスチックを検出[10/22]

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