理系にゅーす

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1: 2019/02/06(水) 21:25:29.08 ID:CAP_USER
 北の磁極はじっとしていたためしがない。地球内部の「外核」を流れる液体の鉄に影響されて、過去100年ほど、北磁極は真北に向けてじりじりと移動してきた。ところが最近になって、専門家は異変が起こっていることに気が付いた。北磁極が急にスピードを上げて移動し始めたのだ。なぜなのかは誰にもわからない。

 その動きがあまりに急激なので、慣例の5年ごとという予定を繰り上げて、米国は世界磁気モデル(WMM)を今年初めに更新する予定にしていた。世界磁気モデルは、携帯電話をはじめ、船舶、航空機などのナビゲーションに利用されている。ところが、米連邦議会の予算案交渉が難航し、予算が切れた連邦政府が一部閉鎖されたため、更新が延期されていた。

 政府が再開し、新しい北磁極を示した最新モデルが2月4日に発表されたが、疑問は残る。北磁極はなぜこれほど速く移動しているのか。更新が遅れたことによる影響はあるのか。最近のグーグルマップの不調と何か関連はあるのだろうか。

■とても敏感な北磁極

 地球上には、北の「極点」が3つ存在する。1つめは地球の自転軸の北端にあたる真北で、いわゆる北極点だ。(参考記事:「北極点がヨーロッパ方向へ急移動と研究発表」)

 2つめは、地球を包み込む磁気圏から考えられる「地磁気北極」だ。地球の中に棒磁石が入っていると想定したときに、磁石の北端と地表が交わる点である。この棒磁石の角度は、地軸と少しだけずれている。そのため地磁気北極はグリーンランドの北西沖に位置し、過去100年間でわずかしか移動していない。

 第3の極点が「北磁極」だ。これは、方位磁石の北をずっと追いかけていくとたどりつく場所である。地球を取り巻く磁力線が真下を向いている場所とも言える(北磁極で方位磁石は逆立ちする)。地磁気北極と違い、北磁極の位置は地下約3000キロより深い外核にある液体の鉄の影響を受けやすい。この流れが磁場を動かし、地上の北磁極が激しく移動する原因となっている。
「北磁極は、とても敏感な場所なんです」と、英リーズ大学の地球物理学者フィル・リバーモア氏は言う。

■世界磁気モデルとは

 北磁極は1831年、ジェームズ・クラーク・ロスによってカナダのヌナブト準州で初めて実際に確認された。以来、北磁極は主に北極点の方向に移動した。その距離は、過去数十年間は数百キロだった(奇妙なことに、同じ時期に南磁極はほとんど移動していない)。

 こうした変化に対応するべく、米海洋大気庁(NOAA)と英地質調査所(BGS)が作成したのが世界磁気モデルだ。BGSの地球物理学者キアラン・ベッガン氏は、「関係組織がすべて同じ地図で運営できるようにするため」と説明している。

 モデルは5年ごとに更新されてきた。最後の定期更新は2015年だった。次の更新までの間、科学者たちは地上の磁気観測所と欧州宇宙機関によるSWARMミッション(地球を1日15~16周する3基の地磁気観測衛星)からのデータを基にモデルの正確さを確認する。今まではそれで十分だった。

 20世紀半ば、北磁極の移動距離は1日30メートル以下だった。1年で11キロに満たない。ところが、1990年代半ばに変化が現れ始めた。2000年代初めには、北磁極は年に約55キロのペースで移動していた。

「高緯度で何かとても奇妙なことが起こっています」と、リバーモア氏。そしてこれが、地球内部の外核で、液体の鉄のジェット噴流が起きていた時期と重なるという。ただし、この2つの出来事の間に関連があるかどうかはわからない。

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/020600088/ph_thumb.jpg

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/news/19/020600088/
ダウンロード (1)


引用元: 北磁極の動きが加速、原因不明、あまりに急激「世界磁気モデル」を急きょ更新、米国[02/06]

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1: 2019/01/26(土) 14:08:13.96 ID:CAP_USER
ハーバー・ボッシュ法とは鉄を主体とした触媒上で水素と窒素を反応させ、アンモニアを生産する方法です。1906年に開発されたこの方法は、1世紀以上が経過した現在でも肥料生産をはじめとするさまざまな工業プロセスに使用されており、21世紀の課題である食料とエネルギーの問題についても、救世主となり得るとされています。

The future is green: the future is ammonia… | World Fertilizer
https://www.worldfertilizer.com/special-reports/28122018/the-future-is-green-the-future-is-ammonia/

ヨーロッパの肥料産業団体であるFertilizers Europeは、「Feeding Life 2030」という報告書の中で増加する世界の人口を養う食料を効率的に生産する問題と気候変動への取り組み、そしてエネルギーを生産および輸送する新しい方法について述べています。

小麦をはじめとする農作物を育てるためには、窒素分を含む肥料を十分に供給することが重要です。ハーバー・ボッシュ法は窒素化合物であるアンモニアを工業的に、大規模に生産することが可能であり、世界中の人口を養うために必要不可欠な技術となっています。Fertilizers Europeによると、窒素肥料によって生産された食料は世界人口のうち50%を養っているそうです。

2019年の時点で世界の人口はおよそ75億人ですが、国連の試算によると2030年には世界の人口は86億人にまで増加するとのこと。10年強でおよそ10億人もの人口が増えることになり、今日と比べて10億人もの飢えた人々が生まれるおそれがあるとされています。そのため、ハーバー・ボッシュ法による肥料生産は世界の人口を養うために必要不可欠です。

by Danilo Ugaddan

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2019/01/26/ammonia-panacea-food-and-energy/00_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20190126-ammonia-panacea-food-and-energy/
images (2)


引用元: 【食糧問題】アンモニアを作り出すハーバー・ボッシュ法は21世紀の食料・エネルギー問題の救世主にもなるのか?[01/26]

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1: 2018/12/13(木) 15:46:15.09 ID:CAP_USER
探査車「オポチュニティ」が火星で発見した、鉄を主成分とする大量の丸い粒「ブルーベリー」の形成メカニズムが、地球上に見られる表面が鉄で覆われた丸い岩塊と同じである可能性が高いことが明らかになった。

【2018年12月12日 名古屋大学】

2004年にNASAの探査車「オポチュニティ」によって、火星のメリディアーニ平原の地層中から、鉄を主成分とする青黒っぽい色をした5mmほどの丸い粒が大量に発見された。この粒は色や形状から「ブルーベリー」と呼ばれている。

ブルーベリーと形状や組成が類似する、表面が鉄で覆われた丸い岩塊「球状鉄コンクリーション」は、米国ユタ州の地層にも見られる。類似性が見られる両者の鉄コンクリーションの形成メカニズムがわかれば、火星の環境を知る手がかりになる。

■米国ユタ州(左)と火星のメリディアーニ平原の地層中に見られる球状鉄コンクリーション(提供:名古屋大学プレスリリースより、(右)NASA/JPL-Caltech/Cornell University)
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/12/14994_concretions.jpg

名古屋大学博物館の吉田英一さん、高知大学理工学部の長谷川精さんたちの研究グループは、ユタ州で調査を行い、もともと炭酸カルシウム(CaCO3)コンクリーションだったものが、化学反応によって鉄コンクリーションに置き換わったことを解明した。また、モンゴルのゴビ砂漠の地層からも同様の鉄コンクリーションを発見し、同じメカニズムで形成されることを確かめた。

まず、吉田さんたちはユタ州とモンゴルでの調査で、3段階に状態が異なるコンクリーションが存在することを確認した。炭酸カルシウムコンクリーションだけが見られるもの(ステージ1)、炭酸カルシウムの外側に褐鉄鉱(ゲーサイト:FeO(OH))の皮膜が形成されているもの(ステージ2)、炭酸カルシウムが内側にわずかに含まれ、外側に厚い褐鉄鉱の殻が形成されている鉄コンクリーション(ステージ3)だ。


■米国ユタ州(左)、モンゴル・ゴビ砂漠(中)、火星・メリディアーニ平原(右)の地層中に見られる、球状の炭酸カルシウムコンクリーションと鉄コンクリーション。上から順にステージ1、2、3へと段階的に炭酸カルシウムから褐鉄鉱の皮膜に置換していく様子が見られる(提供:名古屋大学プレスリリースより、以下同)
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/12/14991_stages.jpg

さらに、各ステージのコンクリーションをX線で解析したところ、炭酸カルシウムコンクリーションが段階的に鉄コンクリーションに置き換わったことがわかった。


■X線顕微鏡による元素マッピング分析から、カルシウムと鉄の濃度分布を解析した結果。炭酸カルシウムの球状コンクリーションが溶解し、褐鉄鉱の殻を持つ鉄コンクリーションに段階的に変化していく様子がわかる
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/12/14992_analysis.jpg

以上のことから、鉄コンクリーションの形成メカニズムは次のようなものと考えられる。

1地下水の蒸発等によって、炭酸カルシウムコンクリーションが砂漠の地層である赤色砂岩中に形成される(ステージ1)。

2地層中に鉄分を溶かす酸性流体(地下水)が浸透し、炭酸カルシウムコンクリーションの表面で中和反応が起こり、鉄(褐鉄鉱)の被膜が沈殿する(ステージ2)。

3炭酸カルシウムの溶解と鉄の沈殿が続き、鉄の殻と砂岩の内部からなる球状鉄コンクリーションが形成される(ステージ3)。

■球状コンクリーションの形成メカニズムの概念図
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/12/14993_mechanism.jpg

続きはソースで

アストロアーツ
http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10354_concretion
ダウンロード (4)


引用元: 【宇宙】火星の「ブルーベリー」の成因が地球上の「球状鉄コンクリーション」に類似していることが判明 名古屋大学[12/12]

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1: 2018/11/11(日) 19:17:21.50 ID:CAP_USER
 九州大学と九州工業大学の研究グループは、立方晶fcc(面心立方格子)構造を有する鉄鋼において、水素含有量が増加するほど立方晶hcp(六方最密構造)相の生成が抑制されることを世界で初めて発見した。

 鉄鋼の強さと機能性は、結晶構造によって変化し、結晶構造は、鉄に添加する元素の種類や量によって変わる。従来、水素はfcc→hcp結晶構造変化を「促進」することが定説となっていた。

 しかし本研究では、水素を含ませた鋼材の挙動調査で、水素がfcc→hcp結晶構造変化を「顕著に抑制」することを発見。水素の含有量を調整した試料を冷却しながらhcp相分率を測定したところ、試料中の水素量が多いほどhcp相分率が増加せず、fcc-hcp変態が抑制されていることがわかったという。これは世界で初めて観測された現象であり、これまでの常識を打ち破るものだ。

続きはソースで

論文情報:【Scientific Reports】An unconventional hydrogen effect that suppresses thermal formation of the hcp phase in fcc steels
https://www.nature.com/articles/s41598-018-34542-0

https://univ-journal.jp/23459/
images


引用元: 鉄鋼中の水素が結晶構造変化を抑制 九州大学と九州工業大学が発見 鋼材の高品質化・高強度化に向けた研究開発に貢献

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1: 2018/08/17(金) 18:03:47.57 ID:CAP_USER
(CNN) 欧州の研究チームはこのほど、地球から650光年離れた位置にある超高温の惑星について、大気中に気化した鉄とチタンを検出したと明らかにした。惑星の大気中に重金属を検出したのは初めて。

研究結果は英科学誌ネイチャーに今週発表された。惑星の名称は「KELT-9b」で、恒星と系外巨大ガス惑星の中間に位置づけられる「ウルトラホットジュピター」の典型例だという。

その平衡温度は3770度に達し、表面温度も太陽に近い。

KELT-9bは昨年、はくちょう座の調査を行う研究チームが発見した。今回の研究結果を受け、この惑星への関心がさらに高まりそうだ。

研究者のケビン・ヘン氏がブログで明らかにしたところによると、この惑星は極めて高温であるため、大気中の鉄原子やチタン原子は他の分子に結合した形ではなく、単独の原子として検出された。

続きはソースで

https://www.cnn.co.jp/storage/2018/08/17/f5f6d25d947acf065f973ab33e3d5315/t/768/431/d/kelt-9-system-exlarge-169.jpg

CNN
https://www.cnn.co.jp/fringe/35124212.html
images


引用元: 超高温の系外惑星、大気中に鉄とチタンを検出 重金属検出は初[08/17]

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1: 2017/12/27(水) 12:55:25.87 ID:CAP_USER
人間が自由に鉄を作る技術を手にした鉄器時代よりも以前、「青銅器時代」に分類される時代にも鉄を使った製品は作られていましたが、その材料には宇宙から降ってきた隕石が使われていたと考えられています。
鉄を作るための製錬技術が存在しなかったというのが大きな裏付けとされているのですが、実際に青銅器時代に作られた鉄器を分析することで、その説を裏付けるデータが得られています。

Bronze Age iron: Meteoritic or not? A chemical strategy. - ScienceDirect
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0305440317301322

Before the Iron Age, Most Iron Came From Space - Atlas Obscura
https://www.atlasobscura.com/articles/before-iron-age-most-iron-came-from-space-meteorite-egyptian-bronze

鉄は地球の地殻に含まれる元素のうち4番目に多く含まれている物質であり、製品としての鉄を作るために必要な砂鉄や鉄鉱石は世界中に広く分布しているために比較的容易に入手することが可能です。
採掘された砂鉄や鉄鉱石は、800度から1200度の高い熱を加えることで精錬され、純度の高い鉄「銑鉄(せんてつ)」、そして炭素を加えることでより強靱な「鋼(はがね)」が作られます。

鉄の生産は紀元前1300年から1200年頃に、古代エジプトのヒッタイト王国で始まったと考えられています。
鉄は青銅器よりも強度が高いために武器として使う際にも有利な物質であり、まだ周辺諸国が青銅器の生産しかできなかった時に鉄を手に入れたヒッタイト王国は次第に勢力を強め、メソポタミアを征服して大きな国を築き上げました。

鉄の精錬には、原料となる鉄鉱石から鉄だけを取り出す工程を踏む必要があります。
鉄の精錬とは、原料の酸化鉄から酸素を除去して鉄を残すという還元作用であり、その反応を起こさせるためには1000度前後の温度を長時間にわたって加える必要があります。
当時、この工程を実現するには高い技術とノウハウが必要であり、鉄の製錬技術は門外不出の国家最高機密レベルで管理されていたほど。
このようにして生産された鉄は、不純物が少なく強度が高い鉄として国の発展に大きな役割を果たしました。

一方、鉄器時代以前の青銅器時代にも鉄を使った製品は少ないながらも存在していました。
紀元前1324年に亡くなったとされるツタンカーメンの墓には鉄製の武具や装飾品などが埋葬されていたことが分かっているのですが、その原料は鉄鉱石など地球に埋まっているものではなく、隕石として宇宙から降り注いだものであると考えられています。

これは、「空から石が降ってくることは作り話か魔法である」と19世紀ごろまで考えていた
ヨーロッパ人にとっては考えも及ばなかったことのようで、フランス国立科学研究センターで考古学の研究に携わっているアルベール・ジャンボン氏は「多くの考古学者たちにとって、青銅器時代の人々が隕石について知識があったとは考えられないようです」と語っています。

続きはソースで

関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2017/12/27/iron-from-space/01_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2017/12/27/iron-from-space/04_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2017/12/27/iron-from-space/02_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2017/12/27/iron-from-space/03_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2017/12/27/iron-from-space/05_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2017/12/27/iron-from-space/06_m.jpg

GIGAZINE
http://gigazine.net/news/20171227-iron-from-space/
images (1)


引用元: 【考古学】古代の人々は隕石から鉄器を生産していたことを示すデータが確認される

古代の人々は隕石から鉄器を生産していたことを示すデータが確認されるの続きを読む
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