サイエンスジャーナル

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2015年06月

地球の“双子の悪魔”金星で複数の火山が噴火、探査機が間近で初観測!

 地球も金星も火山は活動中

 日本列島は火山活動期にある。火山性地震が続く箱根山で、小規模な噴火が起きた。箱根山は5月6日、噴火の危険度を5段階で示す「噴火警戒レベル」を「1(平常)」から「2(火口周辺規制)」に引き上げたばかり。

 6月29日、新たな噴気孔が確認され、周辺に火山灰などが積もっていることから、気象庁は「ごく小規模な噴火が発生したとみられる」と発表した。気象庁は箱根山では今後、大涌谷周辺の居住地の近くまで影響を及ぼす噴火が発生する可能性があるとして、噴火警戒レベルをレベル2からレベル3に引き上げた。

 箱根山では地質調査などで、12世紀から13世紀にかけて大涌谷周辺で水蒸気噴火が発生したと考えられているが、その後、噴火の記録などない。60万年前、火山島だった伊豆半島が日本列島にぶつかり、その時に地下にマグマが生まれて富士山と箱根山ができた。2つの山はいわばきょうだいの関係で、距離も25kmしか離れていないので、どちらかが噴火すれば、連動する可能性もある。


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月は静電浮上した塵の雲に包まれていた!宇宙飛行士が見た謎の光の正体は?

 月に大気は存在するか?

 月に大気は、ほとんど存在せず真空と考えられる。月近傍で地表より上に存在する原子や分子は「月の大気」と呼ばれるが、地球や太陽系のほとんどの惑星の周りのガスの外層と比べると無視できる程度であり、海面上の地球の大気の密度の100兆分の1以下に過ぎない。

 月の大気の発生源の1つは、ガス放出であり、地殻やマントル中の放射性崩壊によってラドンやヘリウム等のガスが放出される。もう1つの発生源は、流星塵や太陽風等の月面への衝突であり、スパッタリングとして知られる。スパッタリングによって放出されるガスは、大気になる他、次のような経過をたどる。

 月の重力によって、再びレゴリス(堆積層)に埋め込まれる。粒子の上向きの速度が、月面の脱出速度2.38km/sよりも早ければ、月から逃げ出す。太陽の放射圧や、ガスがイオン化していれば太陽風の磁場によって、宇宙に逃げだす。


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週刊 サイエンスジャーナル 2015.7.12号 謎の超暗黒銀河/進化論より創造論が面白い/固液臨界点を発見/X線でナノプラズマ/犬の気持ちカーミングシグナル/楽しい記憶でうつ改善

かみのけ座銀河団中に800個以上の「超暗黒銀河」!ダークマター99%?謎の銀河

 謎の暗黒銀河が大量に発見される!

 ニューヨーク州立大学および国立天文台の研究者からなる研究チームは、すばる望遠鏡アーカイブデータを解析し、かみのけ座銀河団の中に854個もの「超暗黒銀河」が存在することを発見した。

 「超暗黒銀河」とは、ちょっと聞いたことのない銀河だが何だろうか?

 調べてみると、「暗黒銀河(Dark galaxy)」とは、恒星をほとんど、あるいは全く含まず、ダークマターにより支えられている銀河で、ガスや塵も含むと考えられている謎の銀河だ。

 最近まで、暗黒銀河の存在は確認されていなかった。ブラックホールと似て、暗黒銀河は星をほぼ含んでいないため、光をほとんど出さないからだ。長い間、暗黒銀河の存在を検証するための新技術の研究が続けられてきた。

 2012年7月 スイス・チューリッヒ工科大学の研究者の手で世界で初めて12個の暗黒銀河が発見された。その方法は、近傍にある明るいクエーサーからの紫外線によって、光る暗黒銀河のガスを観測する方法であった。


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今、進化論より創造論が面白い!うんちのふりをするイモムシ 効果のほどは?

 今、進化論より創造論が面白い

 アメリカ合衆国、特に南部では公立学校で進化論を教えるべきかどうかについて対立があることをご存知だろうか。ダーウィンの進化論に反対して、キリスト教の聖書には全生物は創造主が個別に創った、ノアの洪水は実際にあった、地球の年齢は一万年以下…という主張がある。

 日本の社会において創造論にふれることはほとんどない。一般的な日本人の感覚から見ると異様な感じがする。私もその一人であった。しかし、もし日本の社会を意図的に操作している組織があれば、そうすることは可能だと思う。そう考えるに至ったのはやはり、宗教に出会ってからだった。

 例えば、日本は今年戦後70年になるが、先の太平洋戦争における責任は、日本の軍の行った植民主義が100%悪だとされて、欧米の行った植民地政策や広島・長崎に落ちた原子爆弾、東京大空襲については、はほとんど批判されていない。それが、東京裁判の判決であり、その延長線上に日本の政府や社会が存在している。


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世界初!氷と水の区別がなくなる固液臨界点の存在を証明!不思議な超臨界の世界

 不思議な超臨界の世界

 超臨界流体(supercritical fluid)とは、臨界点以上の温度・圧力下においた物質の状態のこと。気体と液体の区別がつかない状態といわれ、気体の拡散性と、液体の溶解性を持つ。

 臨界点(critical point)は、物質の気相 - 液相間の相転移が起こりうる温度および圧力の範囲の限界を示す相図上の点である。そのときの温度を臨界温度 Tc、圧力を臨界圧力 Pc、体積を臨界体積 Vc、密度を臨界密度 ρc という。

 温度、圧力、体積をいろいろ変えて状態図をつくり、気体の液化や液体の気化などの変化をみるとき、ある点からそれがおこらなくなる。この状態を臨界状態という。純粋物質の平衡状態は温度と圧力によって定まり、一般には固体、液体、気体の各相の存在範囲が示される。


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強力X線の照射でナノプラズマが生成されることを発見!X線と物質の不思議な関係

 X線の発生と物質の関係

 X線というと、ドイツのヴィルヘルム・レントゲンが1895年11月8日に発見した特定の波長域を持つ電磁波である。物質を透過する性質があり、これによりレントゲン撮影が発明された。レントゲンはこの成果で第一回ノーベル物理学賞を受賞する。

 X線はどうやって発生させるのだろう?

 X線は物質に加速した電子をあてることで発生する。例えば、対陰極として銅、モリブデン、タングステンなどの標的に、加速した電子ビーム(30 keV程度)を当て原子の1s軌道の電子を弾き飛ばす、すると空になった1s軌道に、より外側の軌道(2p、3p軌道など)から電子が遷移してくる。この遷移によって放出される電磁波がX線である。

 実際に当時の物理学者は、原子のしくみを調べるためにクルックス管を使って実験をしていた。電極に電圧をかけ、発生した電子線を+の電極にぶつけていた。その延長線上にX線の発見があった。


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犬は自身の利害に関係なく飼い主に不親切な人を嫌う!犬の気持ちカーミングシグナル

 犬のふるまいには意味がある

 犬のカーミングシグナルとは、不要な争いを避けるために自分の立場や感情を相手に伝える際の、 犬に生まれつき備わった非音声的言語を指す。

 「Calming」は"落ち着かせる"、「Signal」は"信号"という意味なので、文字通り、「自分と相手を落ち着かせるための合図」ととらえてよい。 この合図はノルウェーの著名な動物学者であるTurid Rugaas氏が提唱し、現在27個ほどに分類されている。

 例えば、口元や鼻先をなめるというカーミングシグナルは、自分の感情を鎮めたり、相手の興奮を落ち着かせるときに用いられるものです。ヘビのようにすばやく出し入れする場合は特にフリッキング(flicking)とも呼ばれる。


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やはり、楽しみは大切!楽しい記憶を呼び起こしてうつ状態を改善!理研がマウス実験

 うつ病とは何か?

 眠れない、食欲がない、一日中気分が落ち込んでいる、何をしても楽しめないといったことが続いている場合、うつ病の可能性がある。うつ病は、精神的ストレスや身体的ストレスが重なることなど、様々な理由から脳の機能障害が起きている状態。

 脳がうまく働いてくれないので、ものの見方が否定的になり、自分がダメな人間だと感じてしまう。そのため普段なら乗り越えられるストレスも、よりつらく感じられるという、悪循環が起きている。

 日本では、100人に3~7人という割合でこれまでにうつ病を経験した人がいるという調査結果がある。さらに、厚生労働省が3年ごとに行っている患者調査では、うつ病を含む気分障害の患者さんが近年急速に増えていることが指摘されている。


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週刊 サイエンスジャーナル 2015.7.5号 世界の飢餓人口減少/原子1個分の発光/ストレスと体内時計/地下5kmでダイアモンド/ミドリムシの能力/JAXA火星へ

世界の飢餓人口が改善、25年間で最低に(7億9500万人)に!国連食糧農業機関

 戦後の復興と最近の食料事情

 今年は戦後70年、日本はよくここまで復興したものだ。日本経済が飛躍的に成長を遂げた時期は、1954年(昭和29年)12月から1973年(昭和48年)11月までの約19年間だという。

 私が生まれた昭和30年代は神武景気の時代。三種の神器で注目された1954年(昭和29年)12月から~1957年(昭和32年)6月までの好景気の時期であった。

 当時はまだ牛肉は高価ですき焼きはごちそうだった。学校給食では鯨の肉をよく食べていた。牛乳も高価で脱脂粉乳を飲んでいた。主食はコッペパンだったが、ときどき揚げパンが出されて楽しみの一つだった。


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史上最薄の「電球」が誕生、厚みは原子1個分のグラフェン!しかも摂氏2500度以上

 グラフェンとは何か?

 グラフェン (graphene) とは、1原子の厚さの炭素原子のシート。炭素原子とその結合からできた蜂の巣のような六角形格子構造をとっている。非常に高い導電性や物理的強度など、いくつかの特徴を備えている。

 コロンビア大学をはじめとする米韓の研究チームが、次世代素材グラフェンを発光させる実証実験に成功した。グラフェンコーティングしたLEDなどはあるものの、グラフェンそのものを発光させたのは世界初。フォトニック(光子)回路開発への応用が期待され、将来的にさまざまな電子機器をを大きく変貌させる可能性を持っている。

 素材としてのグラフェンは応用範囲も幅広く、半導体用途からセンサー、電池、バイオ、高強度繊維などあらゆる分野で期待されている。2004年に黒鉛の塊からグラフェンを取り出すことに成功し、その性質を研究したロシア人研究者ガイムとノボセロフの2名は、2010年のノーベル物理学賞を受賞した。


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やはり生活のリズムは大切!朝よりも夕・夜のストレスが体内時計を狂わせる!

 ストレスと生活リズムの関係は重要

 体内時計とは、生物が生まれつきそなえていると考えられる時間測定機構。生物時計、生理時計(physiolosical clock)とも言う。体内時計はいくつも知られているが、たとえばサーカディアンリズム(概日リズム)、光周期性(光周性) などがある。

 特によく知られているのは日周の機構である。動物・植物を自然環境から切り離し、時間帯で変化しない定常光のもとにおいても、動物の排出物質の濃度は日周リズムを示すものが多いことなどから動植物には時計機構が内在していることが判っている。

 ただしその機構がどこにどのような形、しくみで存在しているのかについては詳しくは判っていない。そして、生物の体内の日周リズム機構は正確に24時間周期で動いているわけではない。(多くの場合)少しづつ遅れる方向にズレている。そういったわけで「circadian rhythm サーカディアンリズム」「概日リズム」と呼んでいる。


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史上初!地下100km地殻最深部でできるダイアモンドが、地下5kmで形成されていた!

 史上初、地下5kmより浅い地殻で形成されたダイヤを発見

 北海道大学は6月2日、地球上の天然ダイヤモンドとして初めて、地下5kmより浅い地殻内で形成されたナノダイヤモンドを発見したと発表した。

 ダイヤモンドはマントル起源の火成岩であるキンバーライトに含まれる。キンバーライトの貫入とともにマントルにおける高温・高圧状態の炭素(ダイヤモンド)が地表近くまで一気に移動することでグラファイトへの相転移を起こさなかったと考えられている。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地域、すなわち安定陸塊に偏っている。

 ダイヤモンドの母岩であるキンバーライトは古い地質構造が保存されている場所にしか存在せず、地質構造の新しい日本においてダイヤモンドは産出されないというのが定説とされていた。


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ミドリムシが水中で、CO2を効率よく取り込む機能解明!HLA3、LCIAタンパクが連携

 藻がCO2取り込む重要経路・機能解明

 クラミドモナス(Chlamydomonas)は緑藻綱クラミドモナス目(もしくはオオヒゲマワリ目)に属する単細胞の鞭毛虫からなる属である。湖沼の水辺など淡水域の湿地に多く見られる。

 500種以上が知られているが、単にクラミドモナスと言えば、モデル生物として盛んに利用されているコナミドリムシ(Chlamydomonas reinhardtii)を指すことが多い。この生物は分子生物学、特に鞭毛の運動や葉緑体の動力学、発生生物学、遺伝学の研究のモデル生物である。チャンネルロドプシンのような、光感受性のイオンチャネルを持っていることは、クラミドモナスの特筆すべき性質の一つである。

 イオンチャンネル(ion channel)とは、細胞の生体膜(細胞膜や内膜など)にある膜貫通タンパク質の一種で、受動的にイオンを透過させるタンパク質の総称である。細胞の膜電位を維持・変化させるほか、細胞でのイオンの流出入もおこなう。神経細胞など電気的興奮性細胞での活動電位の発生、感覚細胞での受容器電位の発生、細胞での静止膜電位の維持などに関与する。


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JAXA再び火星へ!衛星でサンプルリターン 「のぞみ(1998年打上)」のリベンジだ!

 火星の衛星に探査機、物質持ち帰る計画 JAXA

 宇宙航空研究開発機構(JAXA)は6月9日、火星の衛星に探査機を着陸させて表面物質を持ち帰る計画を、政府の宇宙政策委員会小委員会に報告した。2020年代前半の打ち上げを想定。小惑星探査機「はやぶさ」や19年度に打ち上げ予定の小型の月面着陸探査機の経験をいかせば技術的に可能だとJAXA宇宙科学研究所が判断した。

 JAXAが火星を目指すのは、1998年に打ち上げられた「のぞみ(PLANET-B)」以来のこと。「のぞみ」は日本初の火星探査機で、M-Vロケット3号機により打ち上げられた。小中学校の教科書に取り上げられるなど広く国民の期待を集め、火星へ約1,000 kmまで接近したものの、最終的には火星周回軌道への投入を断念した。

 計画はおおむね了承された。さらに詳細な検討を行い、JAXAとして正式に決める。1月に決定された宇宙基本計画で今後10年間に3機打ち上げるとされた宇宙科学・探査分野の中型機の1号機という位置づけ。持ち帰った物質を分析して衛星の成り立ちなどを調べる。衛星はフォボスとダイモスの二つあるが、どちらに着陸するかは未定。続く2号機には太陽観測衛星などが検討されている。


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週刊 サイエンスジャーナル 2015.6.28号 海は生命のスープ/夢の超音速列車「ハイパーループ」/量子もつれと予言/冥王星と愉快な仲間たち/葛西臨海水族園のマグロ/MERS韓国で拡大中

MERSコロナウイルス韓国で拡大中!それは中東で始まった!死亡率40%?

 韓国 MERSコロナウイルス感染者138人に

 エボラウイルスの感染が流行する西アフリカのギニアとシエラレオネで、減少していた新規感染者が再び増加の兆しを見せ始めている。

 一方韓国では、重い肺炎などを引き起こす「MERSコロナウイルス」の感染が拡大している。驚くのは40~50%という死亡率の高さ。エボラ出血熱の死亡率50~80%ほどではないが、このウイルスに感染すると、2週間ほどの間に、発熱やせき、息切れなどの症状が現れ、多くの場合、肺炎を起こして呼吸困難に陥る。

 予防のためのワクチンはなく、治療法も確立されていない。このため、治療は、患者の免疫がウイルスを攻撃できるようになるまで、体力を維持し、人工呼吸器などで呼吸を助ける「支持療法」が柱になる。2003年ごろ中国で流行した、「SARSコロナウイルス」とは別のウイルスだ。

 韓国の保健福祉省は6月13日午前、「MERSコロナウイルス」に感染し治療を受けていた67歳の女性が死亡したと発表し、これで死亡した人は14人になった。また、新たに12人の感染も確認され、これまでに感染が確認されたのは死亡した14人を含め138人となった。


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葛西臨海水族園のマグロ復活へ!大量死原因不明 それは異常遊泳から始まった?

 マグロ群泳、大量死の原因はウイルスか?

 我々は生物についてほんの一部しか解明できていない。まだまだ知らないことがたくさん残されている。葛西臨海水族園で名物だったマグロの大量死。この原因がわかっていない。おそらくウイルスが原因だが、はっきり特定できていない。にもかかわらず群泳展示が再開されるという。対策はできているのだろうか?

 東京都は6月12日、謎の大量死が起きた葛西臨海水族園(江戸川区)の大型水槽にクロマグロ約80匹を投入し、22日からマグロの群泳展示を再開すると発表した。大量死の原因は不明のままだが、展示の目玉のマグロが1匹まで減った水族園に、約5カ月ぶりに「名物」が復活する。

 葛西臨海水族園のマグロというと、昨年、2014年12月下旬からクロマグロなどが大量死し、クロマグロが残り1匹になっていることが話題になっていた。


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冥王星と愉快な仲間たち、「踊る」衛星ニクス!ニューホライズンズ接近中

 無人探査機ニューホライズンズが冥王星を観測中

 NASAの無人探査機が今年1月から冥王星の観測を開始している。探査機の名前はニューホライズンズ。人類が冥王星の探査を行うのはこれが初めてで、2006年に打ち上げられてから実に10年近くが経ってようやくたどりついた。

 今日はこのニューホライズンズや冥王星について紹介する。 ニューホライズンズは木星探査をしてから冥王星へ向かった。ちなみに2006年といえば、ちょうど冥王星が惑星から外された年でもある。ニューホライズンズ打ち上げのほうが7ヶ月ほど先だった。

 今年の1月末にはニューホライズンズが冥王星と衛星カロンを撮影した。冥王星から2億キロメートル離れたところから撮影している。4月29日、NASAは、同探査機の望遠撮像装置「LORRI」が今月6日間にわたって撮影、冥王星の表面に暗い部分と明るい部分があることを確認した。


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