サイエンスジャーナル

自然科学大好き!サイエンスジャーナル!気になる科学情報をくわしく調べ、やさしく解説します!

常識を覆す発見!ヒトを含む哺乳類に「硫黄呼吸」を発見!大事な硫黄成分を含む健康食品とは? このエントリーをはてなブックマークに追加  

 ヒトを動かすエネルギーの正体は?

 車のエンジンはガソリンを燃焼し動くが、ヒトはどうやって動いているのだろう?

 筋肉を直接動かすエネルギー、答えは「ATP」という物質。これは、アデノシントリフォスフェート、「アデノシン三リン酸」という物質。このエネルギーは非常に効率がよく完全燃焼し、ADP と水が生まれるのみとなる。では、ATP の元となるものは何だろう?

 それが、人の食物から得られる栄養素「ブドウ糖(グルコース)」である。細胞基質中には「解糖系」という代謝経路があり、やたら速い ATP 生成能力を持っている。筋肉で使われる ATP のほとんどが、この「解糖系」で作られた ATP を使っていると言っても過言ではない。もともとあった ATP が2つ消費され  4つの ATP が生成される。この解糖系の過程では酸素は必要としない。


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史上初めて太陽系外から来た天体を発見!軌道は双曲線「A/2017 U1」は恒星間天体 このエントリーをはてなブックマークに追加  

 太陽系の外はどうなっているか?

 人類は長きにわたって、星々が放つ光を観測してきた。ガリレオは望遠鏡で惑星を見て地動説を見いだし、近年では宇宙の最深部から来るマイクロ波やブラックホールが出すX線を観測する探査機が活躍して宇宙の進化を探っている。これらはすべて波長が異なる電磁波で、いわば光の仲間だ。

 光があるおかげで、何億光年も離れている天体を知ることができる。最近では多くの恒星に系外惑星を発見している。そして波長を調べることで、その場所にどんな物質があるかまでわかってしまう。これは凄いことだと思う。

 今年、2017年の物理学賞を受賞した「重量波」は13億光年も離れた場所で起きたブラックホールの連星が合体したときに生じた「重力波」をとらえることに成功している。2015年にはニュートリノ振動の観測で梶田教授がノーベル賞を受賞している。私たちは光以外にもさまざまな手段で、宇宙やこの世界の成り立ちを探ろうとしている。


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史上最大の翼竜、こんなに頭が大きかった!アジアでも最大級の新たな化石を発見! このエントリーをはてなブックマークに追加  

 翼竜は恐竜ではなく爬虫類

 翼竜とは、恐竜ではない。爬虫綱、翼竜目に分類される絶滅した爬虫類である。プテラノドンの仲間といえば分かりやすいだろうか。

 そもそも、空飛ぶ恐竜というものが当てはまるのは鳥類の方である。鳥類は恐竜の子孫であることはほぼ確実になっている。だが翼竜と恐竜は分類学上は非常に近い生物であることは確かであり、現生の動物の中で一番近い生き物は鳥類である。

 三畳紀以前に恐竜と分岐したと考えられている。ジュラ紀には小型の翼竜が多く存在したが、白亜紀になると大型のものしか姿が見えなくなる。これは同時期に生まれた鳥類との生存競争に敗れ、鳥と生存域が被らないように進化したためとも考えられている。


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夢のクリーンエネルギー「人工光合成」が太陽光電池を超える?水から水素が高効率で生成可能に このエントリーをはてなブックマークに追加  

 夢のクリーンエネルギー「人工光合成」

 夢のクリーンエネルギー「人工光合成」とは 地球温暖化など環境負荷の大きな二酸化炭素を吸収しつつ、エネルギーを生み出し、さらに有害物質を排出しないというクリーンエネルギーの生成を実現する「人工光合成」。

 “人類の夢”ともされた技術だが、2020~2030年には現実のものとして実現する可能性が見え始めている。

 人工光合成とは、文字通り人工的に植物の光合成と同じ現象を発生させる技術である。光合成は、植物の生命活動に利用されている現象で、太陽エネルギーを利用して、二酸化炭素(CO2)と水(H2O)から炭水化物などの有機化合物を作り出すというもの。同様の現象を人工で発生させることができれば、地球温暖化の大きな要因であるCO2の減少に貢献するだけでなく、有害物や環境負荷の高い物質を排出しない新たなクリーンエネルギーとなることから高い関心を集めている。


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重さの「キログラム」定義、ついに確定か?「プランク定数」の超精密測定に成功!産総研 このエントリーをはてなブックマークに追加  

1キログラム物語 1kgはどうやって決められたか?

 「1kg」はどうやってきめられたか?「1kg」はなんと、毎年重くなったり軽くなったりしている!...というのはご存知だろうか?

 といってもその量は、極々わずかなので私たちの生活に問題はない。1メートルだったら、いつ誰が計測しても変わることのない光の速度を基準にしているが、1kgは「国際キログラム原器」という物体の質量を基準にしているから、このようなことが起きる。

 実際にフランスにある「国際キログラム原器」の質量は、表面吸着などの影響により年々増加している。その量は年に0.1µg程度と見られている。1980年代に42年ぶりに国際キログラム原器の洗浄が行われた。これにより国際キログラム原器の質量は約60µg減少した。これは1キログラムの6×10-8倍に当たるので、現行の国際キログラム原器による定義の精度は8桁程度ということになる。


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世界初、浮く洋上風力発電所が営業開始「ハイウインド・プロジェクト」日本も法整備後、大型プロジェクト このエントリーをはてなブックマークに追加  

 浮体式洋上発電とは?

 浮体式洋上風力発電とは、洋上風力発電の一種で、洋上に浮かんだ浮体式構造物を利用する風力発電である。水深50mを超えると着床式では採算性が悪化するので、50m~200mの海域では浮体式風力発電機が設置される。

 2011年現在、ノルウェーのスタヴァンゲル洋上10kmに浮かぶ「ハイウインド・プロジェクト」のみが実用化されているが、今後の普及が期待されている。日本は欧州などと異なり遠浅の海岸が少ないため、浮体式の実用化が洋上風力発電普及の鍵になると見られている。日本では、初の実証試験が長崎県五島市の椛島(かばしま)沖で行われている。また、世界初の大規模事業として福島県沖に集合型風力発電所が建設される。

 国土交通省と経済産業省は、国内外で事業展開しやすい環境を整備するため、安全基準の策定、技術開発、国際標準化を進める。外洋では風を遮るものが無いため、陸上や陸地に近い洋上よりも強く安定した風力が利用できるが、水深が深すぎるために着底式の風力タービンが建設できないことがある。浮体式構造物を利用することで、そのような場所でも風力発電を行うことが可能となる。


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やがて必ず来る「東南海地震」 2016年4月1日の和歌山地震は間一髪だった?南海トラフと巨大地震の関係 このエントリーをはてなブックマークに追加  

東南海で起きている地震と巨大地震の関係が分かってきた

 2016年4月1日の午前11時39分ごろ、最大震度4を和歌山県で記録する地震が起きた。震源地は三重県南東沖。「東南海(とうなんかい)」とよばれるこの海域には、近い将来、死者が最大30万人に達する巨大地震を起こすとみられる「南海トラフ」が、日本列島沿いに走っている。2011年に東日本大震災が発生して以来、震度4くらいの地震は頻発しているが、場所が場所だけにヒヤリとさせられた。

 ひょっとしたら東南海地震の引き金になった可能性があったからだ。幸いにも大地震は発生しなかったが、少なくも新たなひずみが蓄積されたことには間違いがないという。

 九州大学の辻健教授らのグループがこのほど発表した研究結果によると、この地震は、ほんとうに間一髪のヒヤリだった可能性がある。「トラフ」は、大陸の下に海底が潜り込んでいるところにできる、海岸線に沿った海底の溝だ。溝が深いものを「海溝」とよび、やや浅い場合を「トラフ」という。いずれも巨大地震が繰り返し起きる場所で、東日本大震災を引き起こした東北地方太平洋沖地震も、東北・三陸沖の日本海溝で起きた。


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血のにおいとは何か?肉食動物を興奮させる血液中の成分「E2D」を発見!人の嗅覚で犬並みに感知 このエントリーをはてなブックマークに追加  

 血のにおいの正体は?

 血のにおいというとあの鉄のような変なにおいを思い浮かべる。あれは味だったかもしれない。これはいったい何なのだろうか?

 血液は鉄イオンを含んでいるので、そのにおいかと思ってしまうが、実際には鉄が直接臭っているわけではない。血中のヘモグロビンが、皮脂などの脂肪酸と反応し、分解してできる成分の臭気であることがわかっている。

 その名は「トランス-4,5-エポキシ-(E)-2-デセナール」略して「E2D」が主成分。この成分が肉食動物を惹きつけることも知られている。


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ダイヤモンドの年代に2種類あることを発見!「古いダイヤ」(29.5億歳)と「若いダイヤ」(11.5億歳) このエントリーをはてなブックマークに追加  

 ダイヤモンドのできる場所

 ダイヤモンド(diamond)というと、美しい宝石であるが、炭素(C)の同素体の1つであり、天然で最も硬い物質である。

 ダイヤモンドは炭素を多く含む火成岩である「キンバーライト」が、地球の奥深く、地下120km以上のマントル層(マグマの中)という高温高圧の条件下にあって形成される。その後、別のマグマとともに、地殻の割れ目を通って地表近くまで急上昇、火山噴火する。そして、マグマは急速に冷却固化する。さらに地表に出るまで、長い間の風化に耐えねばならない。

 このため、ダイヤモンドの産出地は「キンバーライト」の認められる、ロシア、アフリカなどの安定陸塊に偏っている。2004年時点のダイヤモンド総産出量は15600万カラット(以下、USGS Minerals Yearbook 2004)で、上位6カ国は、ロシア (22.8 %)、ボツワナ (19.9 %)、コンゴ民主共和国 (18.0 %)、オーストラリア (13.2 %)、南アフリカ共和国 (9.3 %)、カナダ (8.1 %) であり、これだけで世界シェアの90%を占める。


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水素社会の実現目指して...海水から水素燃料を低コストで抽出できるナノ材料を開発! このエントリーをはてなブックマークに追加  

水素エネルギー社会

 エネルギー資源が少ない日本は、エネルギーを海外から輸入しなければ日々の生活も経済活動も成り立たない。また世界第三位の経済大国である日本は、人類共通の課題であるCO2排出量の削減にも真剣に向き合わなければならない。

 水素は馴染みがないように感じるかもしれないが、決して特殊なものではない。水素は、宇宙全体の約70%を占める物質であり、太陽をはじめとする宇宙の星のほとんどは、水素をエネルギーとして光っている。

 地球上では酸素が結び付いて「水」として多く存在している。水素(フランス語でhydrogène、英語でhydrogen)という言葉も、水(hydro)の素(gène)という意味で名づけられたもの。


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地球温暖化の影響か?真冬の南極の海の氷に大穴(ポリニア)発見!大きさは北海道に匹敵 このエントリーをはてなブックマークに追加  

 地球温暖化で北極、南極の氷に異変

 年々、北極海の海氷の減少傾向となっている。特に2016年における年間最大面積は、過去最小の1,396万km2(2月29日)を記録した。また、9月の年間最小面積は過去2番目の小ささとなる、414万km2だった。地球温暖化の進行に伴い、北極海の海氷が減少し続けており、近年は夏の一定期間北極海を航行できる航路が出現している。

 2017年7月13日には、米航空宇宙局(NASA)が衛星観測の結果から、棚氷の分離による巨大氷山の誕生を発表していた。その巨大氷山の面積は約5,800平方キロで、三重県とほぼ同じ広さ。重さは約1兆トンもあるという。

 割れた棚氷は「ラーセンC」と呼ばれ、南極の主要な棚氷の中では最北端に位置している。南極半島の東岸にあった「ラーセンA」が1995年に、「ラーセンB 」が2002年にそれぞれ大崩壊して大量の氷が融解した。棚氷は氷床が海洋に張り出した部分で表面が平坦な台地状になっている部分である。


Polynia

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有人惑星探査時代到来!「かぐや」が月の地下に巨大な空洞発見!将来の月面基地になるかも? このエントリーをはてなブックマークに追加  

 月の特徴

 月の直径 (3,474km) は、木星の衛星ガニメデ (5,262km)、土星の衛星タイタン (5,150km)、木星の衛星カリスト (4,800km)、イオ (3,630km) に次ぎ、太陽系の衛星の中で5番目に大きい。また、惑星に対する衛星の直径比率で言えば、月は地球の約1/4であり、ガニメデが木星の約1/27、タイタンが土星の約1/23であるのに比べて桁違いに大きい。

 かつては、衛星が主星の大きさの50%を超える冥王星とカロンの組に次いで2番目だったが、冥王星が準惑星に分類変更されたので、地球と月の組が1番となった。月はその規模や構造といった物理的性質から、星そのものは地球型惑星だと考えられている。

 ただし軌道の観点ではあくまで「衛星」の範疇であるため、太陽系の8惑星を分類する意味で「地球型惑星」と言った場合、月は含めないのが普通である。従来、地球に対する月は、衛星としては不釣合いに大きいので、二重惑星とみなす意見もあった。月の直径は地球の4分の1強であり、質量でも81分の1に及ぶからである。


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遺伝子工学「ゲノム編集」を使って、鶏卵からがん治療薬成分「インターフェロンβ」の生産に成功! このエントリーをはてなブックマークに追加  

 がんの免疫療法

 日本人の2人に1人がかかり、3人に1人が命を落とすと言われる「がん」。がんの治療法には、手術、抗がん薬治療、放射線療法そして免疫療法がある。

 今年2017年のノーベル賞に日本人は選ばれなかったが、2015年のアメリカのトムソン・ロイターの予測で日本人研究者として挙げられた3人がいた。このうち、免疫の働きを抑える「PD-1」という物質を発見し、新しいがんの治療薬の開発に道を開いた京都大学の本庶佑名誉教授がいる。

 これまでの免疫療法では、免疫機能の攻撃力を高める方法が中心だったが、最近、がん細胞が免疫のはたらきにブレーキをかけて、免疫細胞の攻撃を阻止していることがわかってきた。


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火星に生命の手がかり発見!約37億年前、火星に広く深い海と熱水噴出孔が存在していた可能性 このエントリーをはてなブックマークに追加  

 熱水噴出孔が最初の生命誕生の場か?

 熱水噴出孔(hydrothermal vent)は地熱で熱せられた水が噴出する割れ目である。数百度の熱水は、重金属や硫化水素を豊富に含む。熱水噴出孔がよく見られる場所は、火山活動が活発なところ、発散的プレート境界、海盆、ホットスポットである。

 熱水噴出孔は地球上ではふんだんにみられるが、ここではおもに深海熱水噴出孔について述べる。深海によく見られる熱水噴出孔周辺は、生物活動が活発であり、噴出する液体中に溶解した各種の化学物質を目当てにした複雑な生態系が成立している。有機物合成をする細菌や古細菌が食物連鎖の最底辺を支え、そのほかに化学合成細菌と共生したり環境中の化学合成細菌のバイオフィルムなどを摂食するジャイアントチューブワーム・二枚貝・エビなどがみられる。

 この発見には誰もが驚いた。光の射さない深海で、しかも高温高圧の酸素も十分に存在しない世界でこれだけ多くの生物が存在していたからである。ある種の生物にとって、酸素や光は必要ではなかった。


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沖縄に世界最大級(直径11.1メートル)のサンゴの「微環礁」を発見!環礁と微環礁の違いとは? このエントリーをはてなブックマークに追加  

 環礁(アトール)と微環礁(マイクロアトール)

 琉球大学は10月16日、瀬底島南岸の沖合150メートルで、世界最大級のハマサンゴのマイクロアトール(微環礁)を発見したと発表した。

 環礁(アトール)といえば、マーシャル諸島、モルディブ、キリバス共和国そしてツバルがある。これらの国々は、環礁でできている多数の島が集まってできている。環礁は熱帯の島々の周りのサンゴ礁が、島が沈降していく過程で、サンゴだけが成長して残り、中央の島が完全に水没した時にできる。

 マイクロアトール(微環礁)は、海水面に近い部分が死滅しドーナツ状になったサンゴの塊。 今回、ドローンによって発見されたのは直径11・1メートル、周縁33・7メートルで、世界最大級といわれるマリアナ諸島などの直径約9メートルのマイクロアトールを上回る。


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