理系にゅーす

理系に関する情報を発信! 理系とあるものの文系理系関係なく気になったものを紹介します!

スポンサーリンク

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2019/05/10(金) 21:38:14.30 ID:CAP_USER
■高温高圧で存在する「超イオン氷」を瞬間的に再現、海王星と天王星の謎に迫る

 南極の海から家庭の冷凍庫まで、地球上にある氷はほぼ同じタイプだが、遠く離れた惑星では極端な温度と圧力によって、奇妙で多様な氷が形成されている。

 研究者はこのほど、新しい種類と見られる氷をX線でとらえることに成功した。「超イオン氷」という導電性の高い氷だ。5月8日付けで学術誌『ネイチャー』に発表された論文によると、この氷は、太陽の表面温度の半分ほどの高温と、100万~400万気圧という高圧下で存在する。

「数千度という温度ですが、間違いなくこれは氷の話です」と、研究チームを率いた米ローレンス・リバモア国立研究所の物理学者マリウス・ミヨー氏は言う。

 これだけの高温・高圧条件が地球上で自然にそろうことはないが、天王星や海王星といった、大量の水がある巨大惑星の深部では可能だと考えられる。これらの惑星は独特の磁場を持っており、その起源は謎に包まれている。今回の発見は、その謎を解く鍵になるのではないかと期待されている。
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/051000268/ph_thumb.jpeg

■18番目の氷

 水の結晶構造は、すでに17種類も知られている(SF作家カート・ヴォネガットの小説『猫のゆりかご』には恐ろしい「アイス・ナイン」という物質が登場するが、実在の「氷IX」はそれよりもずっと無害だ)。そして今から30年以上も前に、水に非常に高い圧力をかけると超イオン氷ができることが予想されていた。

 一般に超イオン導電体は、固体と液体の性質を兼ね備えている。結晶格子を作るのは固体と同じでも、その間を液体のように、電荷を運ぶイオンが自由に流れる。今回のように、水(H2O)の超イオン氷では、酸素の結晶格子の間を水素イオンが飛び回っている。

「物質の状態としては非常にエキゾチックです」と論文共著者で同研究所所属のフェデリカ・コッパリ氏は言う。

2018年、ミヨー氏とコッパリ氏らは、ダイヤモンドアンビルという装置とレーザーによる衝撃波を使って水を圧縮し、数ナノ秒(1ナノ秒は十億分の1秒)の間だけ氷にすることに成功した。氷になっている間は導電率が数百倍になっていて、超イオン氷であることを強く示唆していた。

 その後の最新の研究では、6基の大型レーザーを使って連続的に衝撃波を発生させ、薄い水の層に数百万気圧の高圧と1700~2700℃の高温を与えて氷にした。正確なタイミングでX線を照射して測定したところ(これも数ナノ秒しか持続しない)、酸素原子が確かに結晶構造をとっていることが明らかになった。

 酸素原子は、面心立方格子(立方体の8つの頂点と6つの面の中心に原子がある形)という高密度の配置になっていた。氷の結晶がこのような構造をとっているのが確認されたのはこれが初めてだ、とコッパリ氏は言う。研究チームは、この新しい18種類目の結晶構造を「氷XVIII」と呼ぼうと提案している。

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/051000268/02.jpg

続きはソースで

https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/051000268/
ダウンロード (3)


引用元: 地球にない「熱い氷」初めて構造をとらえた 高温高圧で存在する「超イオン氷」[05/10]

地球にない「熱い氷」初めて構造をとらえた 高温高圧で存在する「超イオン氷」の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2019/04/01(月) 14:48:40.08 ID:CAP_USER
火星の表面には、失われた水の記憶が残っている。今でも火星には、季節によって染み出してくる塩水や、かろうじて地下に残った湖や、氷の層などの形で水が存在するが、その量はわずかしかない。

 だが火星の岩がちな赤い表面には、深い谷があり、その近くには干上がった湖底や、扇状地や、滑らかな小石が見られる。これらは過去に大量の水が流れていた証拠だ。

 科学者たちは長年、火星の気候が暖かく湿っていた時期は比較的短かったと考えてきた。しかし、3月27日付けで学術誌「Science Advances」に発表された研究によると、火星に大きな川があった期間が、これまで考えられていたよりずっと長かった可能性があるという。

 新たな分析の結果、太古の火星の川幅は、現在の地球で見られる川幅よりも広かったことがわかった。そのうえ、34億年前から20億年前には火星のあちこちに大河があり、大量の水が流れていたという。従来、この時期の火星は湿潤だった時代の末期で、すでに乾燥化が始まっていたと考えられてきた。

「火星は暖かく湿った気候から冷たく乾燥した気候へと変化した、というのが従来の考え方でした。ですが今回見つかった証拠は、火星の気候の変遷がもっと複雑だった可能性を示しています」。NASA火星気候モデリングセンターのキャスリン・スティークリー氏はそう語る。なお、同氏は今回の研究に参加していない。


火星の水の話になると、どうしても期待が高まる。水があった場所には、私たちがよく知るような生命がいた可能性があるからだ。しかし、火星人の化石にどんな名前を付けようかと夢を膨らませるのはまだ早い。この時期の火星に何が起きていたのか。大きな川があったのはなぜなのか。まだ多くの疑問が残されている。

「初期の火星を暖かく湿った気候にしていた要因は何だったのかというのは、ただでさえ難しい問題でしたが、今回の発見はそれをいっそう難しくしてしまいました」。論文の著者で、米シカゴ大学の惑星科学者エドウィン・カイト氏はそう話す。

■大きな川が流れるためには

 現在の火星の大気は薄すぎて、太陽からの熱を十分に蓄えられないが、昔は火星にも湿った気候を保てるだけの濃い大気があったと考えられている。とはいえ、熱帯のリゾートとは程遠い場所だった。当時の太陽の光は今日より25~30%も弱かったからだ。

「火星の表面を液体の水が流れるかどうか、ギリギリの環境でした」と米アリゾナ州にある惑星科学研究所のアラン・ハワード氏は言う。なお、彼は今回の研究に参加していない。

 それでも水が流れることを可能にした要因は、いくつか考えられる。私たちの地球では、内部の「外核」で液体の鉄が流動しているため、地磁気が発生する。その地磁気が大気を守り、太陽風に剥ぎ取られるのを防いでいる。これと同じ現象が、初期の火星でも起きていた可能性が高い。そして、当時の火星の大気組成も、現在とは違っていた可能性がある。例えば一部の専門家は、火山の噴火により大気中に大量の温室効果ガスが放出されていたのではないかと提案している。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/032900192/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/19/032900192/
ダウンロード


引用元: 【宇宙】20億年前の火星に大河?雨が降っていた可能性も、大河の証拠を複数箇所で確認 火星史の見直し迫る発見[04/01]

20億年前の火星に大河?雨が降っていた可能性も、大河の証拠を複数箇所で確認 火星史の見直し迫る発見の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2019/04/18(木) 03:41:47.36 ID:CAP_USER
こちらの画像は、NASAの土星探査機「カッシーニ」が近赤外線で撮影した土星の衛星「タイタン」の姿。左上で太陽光を反射しているのは、タイタン最大の湖「クラーケン海(Kraken Mare)」の湖面です。

1997年10月に打ち上げられたカッシーニは2004年6月から2017年9月までの13年間に渡り、土星とその衛星を観測し続けました。その最後の年の4月に実施されたタイタンのフライバイ時における観測データから、タイタンに点在する湖のこれまで知られていなかった特徴が幾つか明らかになりました。

Nature Astronomyに掲載された論文によると、北半球にある湖の幾つかは水深100mを超えており、西側に見られる小さな湖はタイタンの海抜よりもずっと高い丘や台地の上に存在しています。その成分のほとんどが、炭化水素の「メタン」で占められていました。

いっぽう、南半球にある「オンタリオ湖(Ontario Lacus)」(地球のオンタリオ湖にちなんだ名称です)ではメタンと「エタン」の割合がほぼ半分ずつであることがすでに判明しており、地域によって湖の成分に違いがあることがわかりました。研究に携わったコーネル大学のJonathan Lunine氏は「北米とアジアの地質学的環境がまったく異なるようなもの」と表現しています。

同じくNature Astronomyに掲載された別の論文では、一部の湖における湖面の激しい変化が明らかにされています。

続きはソースで

https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/04/PIA18432_hires.jpg
https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7378

https://sorae.info/030201/2019_4_18_cassini.html
ダウンロード


引用元: 【宇宙】衛星タイタンにある湖の知られざる特徴が明らかに[04/17]

衛星タイタンにある湖の知られざる特徴が明らかにの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2019/04/18(木) 16:07:59.47 ID:CAP_USER
■隕石の衝突で放出される水を検出、月は「非常にアクティブで刺激に敏感」

荒涼とした景色が広がる月はどうやら、科学者たちが想像したよりもはるかにたくさんの水をたたえているようだ。

 月の塵と大気を調査するために送り込まれたNASAの探査機LADEE(ラディ―)が、隕石が衝突する際に月面から放出される水を検出した。4月15日付けの学術誌「Nature Geoscience」に掲載された論文によると、微小な隕石が衝突する際の衝撃によって、年間最大220トンもの水が放出されているという。月面付近には、これまで考えられてきたよりもはるかに大量の水が存在することになる。(参考記事:「月食中の月に隕石が衝突、観測はおそらく初」)

「あまりに大量の水だったため、探査機に搭載されていた機器が、大気中の水をスポンジみたいに吸収したのです」。研究を主導したNASAゴダード宇宙飛行センターの惑星科学者、メディ・ベンナ氏はそう語る。

 この発見は、月がそもそもどのように形成されたかを理解する新たな手がかりになるだろう。また、今後の有人ミッションにも影響を与えるに違いない。その際には、月面の水分を水分補給や推進力の確保に活用できるかもしれない。(参考記事:「【解説】月に隠された大量の水の証拠、米研究」)

「これまでずっと、月は非常に静かで寂しい場所だと考えられてきました」とベンナ氏。「今回のデータによって、実際の月は非常にアクティブで刺激に敏感であることがわかりました」 

■月に降り注ぐ流星群

 ある程度の水が月に存在することは以前から知られていた。その大半は、ずっと日が当たらないクレーターの日陰部分にある氷に閉じ込められているか、あるいは表面からずっと深いところに隠されていると考えられてきた。

 月に水がもたらされる経路には2種類ある。太陽風に含まれる水素が月面にある酸素と反応し、さらに月の岩石と作用して含水鉱物となる、というものが1つ。もう1つは、月面に衝突する彗星や小惑星に水が含まれるケースだ。(参考記事:「月の水は太陽風が運んだ?」)

 しかし、NASAの探査機LADEEが収集した新たなデータによって示されたのは、意外な事実だった。LADEEが軌道をめぐる間、地球と同じように流星群が月に降り注ぐのを観測していた。

 毎年決まった時期に、地球と月は、彗星の軌道と交差する。彗星の中にはたくさんの岩屑をまき散らすものがある。そうした置き土産の大半は、地球の大気圏では燃え尽きる。この現象はふたご座流星群、ペルセウス座流星群、しし座流星群などの名称で呼ばれる。一方、空気のない月では、それらの隕石は月面に衝突する。(参考記事:「月はいびつな雲に包まれていた」)

「何百万という数の細かい岩石が、雨のように降り注ぎます」と、ベンナ氏は言う。「われわれは29回の隕石群を確認しました。そのすべてが彗星と関連していました」(参考記事:「2019年、絶対に見たい天体ショー9選」)

 こうした小さな粒子が月面に衝突する際、いちばん上にある細かい表土の層(レゴリス)を舞い上げる。そのおかげで、地表からわずか7.5センチメートルほど下の層に、予想よりもはるかに多くの水があることが判明した。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/041700233/ph_thumb.jpg
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/041700233/03.jpg

Water Released from Moon During Meteor Showers https://youtu.be/wZxUyH7vuRk



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/19/041700233/
ダウンロード (2)


引用元: 【宇宙】月全体の表面直下に水がある、驚きの研究、NASA[04/17]

月全体の表面直下に水がある、驚きの研究、NASAの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2019/03/01(金) 14:18:25.18 ID:CAP_USER
 山本哲史 理学研究科助教、板倉光 神戸大学・日本学術振興会特別研究員、脇谷量子郎 中央大学機構助教、海部健三 同准教授、佐藤拓哉 神戸大学准教授、源利文 同准教授らの研究グループは、1Lの河川水中の環境DNA量を分析することで、ニホンウナギの河川での生息状況を把握できることを世界で初めて明らかにしました。

 従来のニホンウナギの河川調査では電気ショッカーによる定量採集調査が行われてきました。本研究グループは、国内10河川125地点において、この定量採集調査と環境DNA分析手法とを比較し、後者の方が河川におけるニホンウナギの分布を高精度で検出できることを確認しました。

続きはソースで

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/190301_2/01.jpg

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/190301_2.html
ダウンロード (2)


引用元: 【生物】水1Lの分析で絶滅危惧種ニホンウナギの河川内分布を把握できることを明らかに 京大[03/01]

水1Lの分析で絶滅危惧種ニホンウナギの河川内分布を把握できることを明らかに 京大の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2019/03/20(水) 15:20:54.63 ID:CAP_USER
(CNN) 英国の環境当局は19日、気候変動や人口の急速な増加といった影響により、英国が今後25年で深刻な水不足に陥り、「死の淵」にまで追いやられる可能性があると指摘した。

環境当局の責任者、ジェームズ・ビーバン氏はロンドンで開催された水の利用などに関する会議に出席し、もし英国が水の使用量を引き下げないと、必要とされる清潔な水を十分に提供できなくなる可能性があると述べた。

ビーバン氏は「人口増加にともない水の需要が増える一方で、気候変動の影響が作用して水の供給量が減る可能性がある」と指摘。こうした状況を変える行動を起こさない限り、現在から約25年で、必要とする水を十分に供給できなくなる時期が訪れるとの見通しを示した。

続きはソースで

https://www.cnn.co.jp/storage/2019/03/20/b187540ecec865c8b15a4666f72d70eb/t/768/432/d/bolton-drought-uk-july-2018.jpg
https://www.cnn.co.jp/world/35134489.html
ダウンロード


引用元: 【水資源】英、今後25年で深刻な水不足の可能性 環境当局が警告[03/20]

【水資源】英、今後25年で深刻な水不足の可能性 環境当局が警告の続きを読む
スポンサーリンク

このページのトップヘ