サイエンスジャーナル

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2017年11月

日本アリの逆襲!「オオハリアリ」が米国の森を襲っていると判明!カギは適応能力の高さ「食性幅」を拡大

 繁殖力の高い「ヒアリ」国内に定着か?

 今年も残すところ1ヶ月あまり...。今年の夏、話題になったなったのが「ヒアリ」だった。

 ヒアリは1942年まで原産地の南米中部でしか見つかっていなかった。だが国立環境研究所の五箇公一室長は「現在は日本を含む環太平洋の15カ国・地域でも発見されている」と話す。

 侵入先は当初、北米やカリブ諸国が中心だったが、今世紀に入ると5年間でマレーシア、オーストラリア、台湾、ニュージーランド、中国と一気に広がった。

 背景には中南米の急速な開発がある。経済発展が続く中国や東南アジア向けに多くの農産物や資源を輸出するようになり、紛れ込んだヒアリが貨物船などで各地に運ばれた。日本への侵入も時間の問題だった。


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およそ77万年前の地磁気逆転の明瞭な証拠!地層「チバニアン」 国際学会で「国際標準地」の審査通過

 “地磁気逆転”の証拠となる、77万年前の地層「チバニアン」

 およそ77万年前に地球の磁場が逆転した時の痕跡を残している、千葉県市原市の地層について、茨城大学などのグループは、地球の歴史の一時代を代表する「国際標準地」としての登録を目指し、日本時間の6月7日、国際学会に申請した。

 地球の歴史の一時代を代表する「国際標準地」としての登録を目指すのは、市原市の養老川沿いにあるおよそ77万年前の地層。茨城大学や国立極地研究所などで作る研究グループによると、この地層に含まれている鉱物や火山灰などを調べた結果、およそ77万年前に、地球の磁場、つまり「N極」と「S極」が逆転して今の状態になったことを示す痕跡がはっきりと確認された。

 このため研究グループは、この地層について、およそ77万年からおよそ12万年前にかけての地球の一時代の特徴を最もよく表す「国際標準地」としての登録を目指し、世界の地質学者で作る国際地質科学連合に申請していた。


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「第2の地球」続々発見!次は「第2の知的生命」探査!94光年のかなたに高度な文明の「信号」をキャッチ?

 地球と同じような大きさ、系外惑星を発見 生命の可能性も

 最近は「第2の地球」が続々と見つかっている。スイス・ジュネーブ大付属観測所などの天文学者は11月15日、地球から11光年離れた位置に、観測史上2番目に太陽系に近い系外惑星を発見したとする研究結果を専門誌に発表した。生命が存在する可能性もあるとして、研究者の間で期待が高まっている。

 今回発見された「ロス128b」は地球とほぼ同じ大きさ。表面気温も地球と同程度の可能性があり、その場合は生命が存在しうる穏やかな環境となる。主星である赤色矮星(わいせい)「ロス128」の周回軌道を9.9日ごとに一周している。

 赤色矮星の周囲には他の系外惑星も発見されてきたため、さらなる系外惑星の発見を期待しての研究や観測が増えている。恒星「トラピスト1」を周回する複数の惑星や「プロキシマb」など、近年発見された他の主な地球大の系外惑星もこの種の恒星の周りに発見されてきた。


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およそ6億年前、哺乳類と昆虫は同じ仲間だった?5感のうち、触覚でも神経回路の構造が共通

 昆虫の神経系とはたらき

 「えっ、昆虫にも脳があるの?」と思われる方がいるかもしれない。脳というと学校の理科室に展示してあった人間の脳が連想され、あの白くブヨブヨしたような皺のよった脳が頭に浮かぶからである。昆虫の小さな頭の中にはあんな脳はあり得るはずがないと感ずるのももっともである。また、“虫けらどもに万物の霊長たる人間様と同じような脳があってたまるか”と言われるかもしれない。

 確かに人間は極度に発達した脳を持ち、それによって、わがもの顔に地球を支配するまでに至っている。それに比べれば昆虫などはとるに足らないものと思うかもしれない。しかし,数の上では地球上の動物種の3分の2を占め、地球は昆虫の王国とも言われる程である昆虫にも小さいながられっきとした脳が存在している。

 昆虫の脳は人間の脳と違ってやや堅い感じの殻を被っており、“脳神経節(または球)”とも呼ばれている。もちろん、頭の中にあるが、それから胸部や腹部の方へ“はしご状神経系(または神経索)”と呼ばれる神経節のつながり(胸部や腹部の神経節間のつながり部分は2列にはしご状に並行して走る神経繊維の束)が伸びており、人間の脊髄にも似ている。ただし、人間と違って、脳以外の神経索は体の背側でなく、腹側を通っている。


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小惑星探査機「ドーン」の成果!ケレスに過去の海の痕跡、ベスタにエベレストの2倍超の高山発見

 小惑星探査機「ドーン」

 ドーン (Dawn) とは、アメリカ航空宇宙局 (NASA) が打ち上げた準惑星ケレスおよび小惑星ベスタを目標とする無人探査機で、ディスカバリー計画のミッションの一つである。史上初の、小惑星帯に永久にとどまる人工物となる。

 Dawnとは、夜明け・あけぼの・暁などを意味している。ドーン・ミッションの目的は、太陽系初期の状態を残していると考えられる、2つの大きな原始的天体を調べることで、太陽系誕生の謎に迫ることである。

 ケレスとベスタは太陽系の別々の場所で誕生したと考えられており、それによる対照的な違いがいくつも見られる。ケレスはその形成段階において地下水による「冷たく湿った」状態を経験しているとされている。


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ありえない?太陽の2000倍赤色超巨星、赤色矮星と巨大惑星、公転周期90万年惑星系

 宇宙で最大の恒星とは?

 宇宙はとっても広い。私たちが住んでいる地球を含む太陽系は、巨大な銀河系の中にあるが、広い宇宙にはそのような巨大な銀河ですら無数に存在する。そして、その中には地球の直径の約109倍もの大きさを持つ「太陽」さえはるかに凌ぐような大きな星も、数多く存在する。

 それでは、これほどまでに多く存在する星たちの中で、もっとも大きいものとはどれぐらいなのだろうか?

 現在までに確認できている星の中で、最大のものは「おおいぬ座VY星」。この星は「赤色超巨星(せきしょくちょうきょせい)」と呼ばれる種類の1つで、その大きさは、直径が25億~30億km(太陽の1,800倍~2,100倍程度)、体積が太陽の60億~90億倍という想像を絶するもので、仮に太陽の位置に同じサイズの星があったとすると、土星の軌道まで達するほどの大きさだ。


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恐竜絶滅、小惑星の落ちた場所が悪かった?直後は1000km先でも即死、時速965kmの爆風、巨大地震発生

恐竜絶滅の原因は謎に包まれている

 恐竜絶滅の原因で、現在確定的とされているのは巨大隕石の衝突である。

 1980年、地質学者のウォルター・アルバレスとその父で物理学者のルイス・アルバレスは、世界的に分布が見られる中生界白亜系と新生界古第三系を境する粘土層(通称K-T境界層)に含まれるイリジウムの濃度が他の地層の数十倍であり、かつ、イリジウムは地殻にはほとんど存在しないことから、これが隕石の衝突によってもたらされたものであると考え、大量絶滅の原因を隕石の衝突に求めた。

 その後、1991年メキシコ・ユカタン半島に、直径180キロの巨大クレーター(チチュルブ・クレーター)が再発見され、このクレーターを形成した隕石の衝突が恐竜絶滅の原因だとする説が提唱された。この説では、地球規模の大火災で生態系が破壊され、衝突後に生じた塵埃が大気中に舞い、日光を遮断することで起きた急速な寒冷化が絶滅の原因であると示説された。


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「ミュオグラフィ」で古代文明の謎を解け!ピラミッド内部に謎の大空間!王のミイラついに発見か?

 ピラミッドの不思議 

 ピラミッド(Pyramid)は、エジプト・中南米などに見られる四角錐状の巨石建造物の総称であり、また同様の形状の物体を指す。なかでも最も有名なものはエジプトにあるギザの大ピラミッドをはじめとする真正ピラミッド群で、その形からかつては金字塔(きんじとう)という訳語が使われていた。

 エジプトのピラミッドで最もよく知られているのは、カイロ郊外にあるギザのピラミッドである。ギザのピラミッドのいくつかは、歴史上最も大きな建築物だと考えられている。

 ギザにあるクフ王のピラミッドは、エジプトのピラミッドで最も大きなものであり、世界の七不思議の一つに数えられている。何が不思議かというと、まずピラミッドは王家の墓といわれているが、ピラミッドから王のミイラが発見されたことは無い。


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火星に弱い磁場のねじれた尾を発見!人工磁場で磁場を強化・テラフォーミング可能、人類移住へ

 地球の磁場とは何か?

 磁場とは、磁極に対して力を及ぼす空間のこと。磁場は永久磁石、電流を流したコイル、ソレノイド、電磁石などによってつくられるが、その強さは磁極からの距離の2乗に反比例する。磁場内において、その点における磁場の接線方向に一致する曲線を磁力線line of magnetic forceといい、磁力線の密度はその点における磁場の強さに比例している。

 地球にも磁場がありこれを地磁気という。地磁気は、地球により生じる磁場(磁界)である。地球の磁場は、概ね磁気双極子で(つまり、地球の中心に仮想的に置かれた一つの棒磁石として)近似でき、現在は北極部がS極、南極部がN極に相当し、それぞれ北磁極と南磁極と呼ぶ。

 地磁気の磁力線は、赤道付近を除けば、地面に対して平行ではなく、地面と斜めに交わるかたちになっている。地球の磁場は、主に地球(電離層等を含む)に流れる電流に起因する。地磁気の発生原因は、今でも完全には解明されていない。


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ガラスは固体?液体?ガラスには固体特有の分子振動に加えて、異なる分子振動パターンが存在する

 ガラスとは何か?

 ガラス(glass)とは、物質のある状態を指す場合と特定の物質の種類を指す場合がある。

 物質の状態を示す場合では、ガラスは昇温によりガラス転移現象を示す非晶質固体。そのような固体となる物質のこと。このような固体状態をガラス状態と言う。結晶と同程度の大きな剛性を持ち、粘性は極端に高い。

 特定の物質を指す場合では、古代から知られてきたケイ酸塩を主成分とする硬く透明な物質。グラス、玻璃(はり)、硝子(しょうし)とも呼ばれる。「硝子」と書いて「ガラス」と読ませる事もよくある。化学的にはガラス状態となるケイ酸化合物(ケイ酸塩鉱物)である。


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イモムシから成虫へ、昆虫の完全変態の不思議?カブトムシの「角」が短時間で出現する仕組みを解明

 昆虫の育ち方、完全変態と不完全変態

 よく歌詩で「さなぎが蝶になるように...」とあるが、昆虫はそれはそれは見事に変身する。あのイモムシが美しい蝶になると最初から気づく人はおるまい。

 昆虫は、卵から孵化すると、幼虫と呼ばれる形態となる。幼虫が、生殖能力を有する成虫になる過程で「変態」を行う。ただし、原始的な種類には変態をしないものもある。

 昆虫は他の動物と違って、チョウやガのように、さなぎの時期があるものもいるし、バッタのように親にたいへんよく似た子虫が、たまごからかえるものもいる。この違いにより、昆虫の変態は完全変態と不完全変態とに大きくわけられる。


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海の水は、あと6億年でなくなるかもしれない?海洋プレートが地球内部に大量の水を運ぶ

温泉はどのようにしてできるのか?

 温泉ができるには何が必要だろうか?答えは簡単「水」と「熱」。以前から「熱」は、火山活動を起こす「マグマ」に由来するものと考えられてきた。火山の近くに温泉が多いことを考えてみても、火山と温泉が深く関係していることは納得できまる。

 しかし「水」に関しては、有力な2つの説が論争を繰り返してきた。ひとつめは、温泉の湧出量が降水量に伴って変化する点に目をつけた「循環水説」(雨水が地下で温められて地表に戻ってくるという説)、ふたつめは、温泉の湧出量が降水量よりはるかに多いことに目をつけた「処女水説」(温泉の水は雨水ではなく、マグマから出てきた水であるという説)である。

 現在では、その両方が正しかったということが分かっている。つまり、雨水(海に近いところでは海水も)とマグマの水が混合したものが温泉水というわけだ。


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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?

 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

 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!

 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

 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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