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 太陽系初期の新種鉱物、隕石から発見
 鉱物というと何だろう?鉱物(mineral)とは、一般的には、地質学的作用により形成される、天然に産する一定の化学組成を有した無機質結晶質物質のことを指す。具体的には、理科で観察する花こう岩(御影石)は岩石であるが、セキエイ、チョウ石、クロウンモなどの鉱物の集合からなっている。また、火山灰の粒も、セキエイ、チョウ石、カクセン石、キ石などの鉱物からできている。 では鉱物は何種類ぐらいあるのだろう?

 正解は約4200種類。宝石は鉱物の一部で、約100種類ある。鉱物の中で特に美しいものを宝石として加工している。鉱物の新種は現在も発見されており、毎年50種類の新しい鉱物が認定されている。

 今回、新種の鉱物2種が隕石の中から発見された。太陽系の誕生後、まもなく形成された珍しいものである。

Mineral

 約45億年前の太陽系誕生の時代にさかのぼる鉱物は約60種しか発見されていない。新発見の「クロタイト(Krotite)」と「ワソナイト(Wassonite)」には大きな注目が集まっている。「現在の地球には約4500種の鉱物が存在する。内60種余りの一次鉱物が太陽系の鉱物の原点であり、物理的、化学的、生物学的条件の異なるさまざまな環境で進化していった」と、クロタイト研究チームのリーダーでカリフォルニア工科大学の鉱物学者チー・マー(Chi Ma)氏は述べる。

 ひび割れた卵のようなクロタイト
 クロタイトは、宇宙化学者の草分けであるハワイ大学のアレキサンダー・クロット氏にちなんで命名された。約8年前に北米大陸で収集された隕石を最近調査した結果、ひび割れた卵のような米粒大の見慣れない物質が見つかり、クロタイトの発見となった。

 詳しく分析すると、摂氏1500度以上の高温と低圧力の条件下でのみ形成される、酸化アルミニウムカルシウム(Ca Al2 O4)の一種が含まれていたという。太陽系誕生当時の条件と同じであり、研究者たちもこの点に注目している。

 酸化アルミニウムカルシウムは、コンクリートの材料にも使われるよく知られた化学合成物質だが、カリフォルニア工科大学のマー氏によると「天然の鉱物が見つかったのは初めて」だという。

 南極の隕石からワソナイト
 一方、ワソナイトは南極の大和山脈で42年前に見つかった普通隕石「Yamato 691」の中に含まれていた。こちらには、隕石鉱物学のパイオニアであるカリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)のジョン・ワソン氏の名前が付けられている。

 「事の発端は数年前、UCLAのチームがYamato 691の中の奇妙な微細結晶に気付いた」と、テキサス州ヒューストンにあるジョンソン宇宙センターの鉱物学者、中村・メッセンジャー・圭子氏は語る。

 しかしその結晶は50×450ナノメートル(人毛の幅の100分の1程度)と小さすぎたため、詳細な分析が可能になったのはごく最近である。

 中村氏のチームは、微細加工に用いられる集束イオンビーム(FIB)で隕石から結晶を取り出し、化学構造を分析した。驚いたことに、チタンと硫黄だけで構成されており、組成比率も1対1と極めてシンプルだったという。

 「ただし結晶中の原子構造はもう少し複雑で、サイコロのような立方晶(りっぽうしょう)を想像すると間違う。実際には細長い菱面体晶(りょうめんたいしょう)といった感じだ」と中村氏は言う。「かすかに傾いたオフィスビルを頭の中に描いてほしい」。

 太陽系誕生の謎を解くカギ
 新発見の鉱物は、太陽系誕生時に鉱物が形成された経緯を明らかにする糸口となるかもしれない。

 天文学では、ごく初期の太陽系はガスから成る高温の雲「原始太陽系星雲」だったが、温度が下がるにつれて「ちり」が結晶化したと考えられている。その時、クロタイトなどの高温鉱物が最初に形成された。

 「原始太陽系星雲の中で最初に形になった数少ない固形物で、調査を進めれば太陽系誕生直後の状態を解明できる。みんなそこに注目しているんだ」と、クロタイト研究チームのマー氏は話す。

 クロタイトは身近な人工物質でもあるので形成条件は既にわかっているが、ワソナイトの方はもっと詳しく調べる必要があるだろう。

 ワソナイト研究チームの中村氏は、「45億年前、この鉱物の形成条件を完全に備えた領域が太陽系のどこかにあったはずだ」と語る。

 同氏によれば、Yamato 691には新種の鉱物がさらに含まれている可能性があるという。「ワソナイトの周囲には他にも未知の鉱物があった」。クロタイトの場合も、その周囲でブレアライト(Brearleyite)という別の新鉱物が発見されている。

 クロタイトの研究は、「American Mineralogist」誌の5月号に掲載されている。ブレアライトについても、同誌8月号に掲載される予定だ。(National Geographic News May 20, 2011)

参考HP Wikipedia 鉱物 MSN 南極の隕石から新種の鉱物
National Geographic 太陽系初期の新種鉱物、隕石から発見

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