ダイヤモンドの希少性
 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。その後、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。

 ダイヤモンドを含む「キンバライト」の産出地は、世界でもほんの10か所くらい。それほどダイヤモンドができる条件は難しく、だからこそダイヤモンドが貴重であるともいえる。ところが、今回、宇宙でダイヤモンドを豊富に含んだ惑星が発見された。


Diamond_Planet

 その惑星とは「かに座55番星e」。大きさは地球のわずか2倍、質量は8倍の岩石惑星で、“スーパーアース”に分類される。2011年に初めて主星の前を通過(トランジット)するのが検出された55番星eは、主星から非常に近く、公転周期はわずか18時間だ。そのため、表面温度は生物の居住が望めない摂氏2150度に達する。しかしこれは、炭素の存在とあわせて、ダイヤモンドが生成されるのに最適な条件でもある。

 NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡が55番星eの軌道距離と質量に関するデータを収集し、それを基に作られたコンピューターモデルによって55番星eの化学組成が推測された。


 ダイヤモンド惑星の奇妙な組成
 「ダイヤモンドでできた惑星は、SFの世界で長らく夢見られてきたものだけに、その存在を示す証拠がついに実際の宇宙で見つかったというのは驚くべきことだ」と、今回の研究を指揮したイェール大学の博士研究員ニック・マドゥスダン(Nikku Madhusudhan)氏は話す。「主に炭素でできていると思われるこのような珍しい惑星は過去に知られておらず、それが今回見つかったということは、惑星の化学組成の種類に関するわれわれの理解を根本から変えるものだ」。

 この宝石のような惑星は、北天の星座かに座に位置し、地球からわずか40光年と比較的近い距離にある。暗い夜空では、55番星eの主星が肉眼でもはっきりと見える。

 今回の研究結果は、55番星eの主星が炭素を豊富に含み、太陽の炭素量をはるかに上回るという既存研究の結果と一致する。

 「主星とその周囲を公転する惑星がすべて同じ物質の原始円盤から生まれたと仮定すれば、その惑星系全体が炭素が豊富であっても筋が通る」とマドゥスダン氏は言う。

 プリンストン大学の天文学者デイビッド・スパーゲル(David Spergel)氏は、今回のダイヤモンド惑星の発見を、おそらくこれまで知られていなかった化学組成を持つ、まったく新たな種類の惑星が初めて見つかったケースだと考えている。「主に酸素とケイ酸塩からなるわれわれの太陽系と異なり、この惑星系は炭素で満ちている」。スパーゲル氏は今回の研究には参加していない。 「今回の発見が、惑星系の進化に関するわれわれの理解にどのような影響を及ぼすのかは現時点で不明だが、惑星のバリエーションの全容を解明する上で重要なステップであることは間違いない」。 今回の研究成果は、「Astrophysical Journal Letters」誌に近く掲載予定。(ダイヤモンドでできた惑星を発見 Andrew Fazekas for National Geographic News October 12, 2012)


 ダイヤモンドが語る惑星の歴史
 ダイヤモンドでできた惑星というとにわかには信じられないが、今から百年以上前の1888年に、ユレイライトと呼ばれる隕石からダイヤモンドが見つかっている。これは、隕石を酸で溶かしていった残りが、ダイヤモンドの次に硬いサフアイヤを傷つけたことから分かった。

私たちが住む地球では、天然のダイヤモンドは、地下深いマントルの高い圧力の下で、触媒や溶媒の助けを借りてできる(触媒・溶媒作用)。合成実験では、その他に、次の2つのでき方が知られている。

ダイヤモンドの原料である炭素に非常に高速で物をぶつけたとき(衝撃作用)。 真空に近い条件でアルコールなどを分解し、金属などに蒸着させたとき(気相成長)。 隕石の中のダイヤモンドを調べることによって惑星の歴史が分かるのだそうだ。

 触媒・溶媒作用だとすると、太陽系ができた45億年前、直径1000kmの月程度の大きな惑星が存在し、その中心付近でダイヤモンドができた後、破壊され隕石として飛んできた可能性がある。

 衝撃作用だとすると、太陽系ができた45億年前、惑星同士の非常に激しい衝突が起こり、惑星の中に含まれていた炭素がダイヤモンドに変化したと考えられる。

 気相成長だとすると、太陽系に惑星が生まれる前、惑星を作る元となったガスやチリの中で、激しい雷の作用によってダイヤモンドができ、惑星が出来るときに取り込まれたと考えられる。

 ユレイライト隕石中のダイヤモンドは、マグマの中で結晶化したグラファイトが衝撃作用で変化したもの、ということが分かった。しかし、ダイヤモンドが出来ているところには触媒として働く「鉄」が必ず見つかることから、衝撃の圧力は、地球でダイヤモンドが出来る圧力と同じ程度だったと考えられる。(九州大学)


 ダイヤモンドとは?
 ダイヤモンド(diamond) は、炭素(C)の同素体の1つであり、実験で確かめられている中では天然で最も硬い物質である。日本語で金剛石(こんごうせき)ともいう。結晶構造は多くが8面体で、12面体や6面体もある。宝石や研磨剤として利用されている。ダイヤモンドの結晶の原子に不対電子が存在しないため、電気を通さない。

 地球内部の非常に高温高圧な環境で生成されるダイヤモンドは定まった形で産出されず、また、角ばっているわけではないが、そのカットされた宝飾品の形から、菱形、トランプの絵柄(スート)、野球の内野、記号(◇)を指してダイヤモンドとも言われている。

 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。2004年時点の総産出量は15600万カラット(以下、USGS Minerals Yearbook 2004)であった。

 上位6カ国、すなわちロシア (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 %) だけで、世界シェアの90%を占める。

 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きた。しかし近年、1マイクロメートル程度の極めて微小な結晶が愛媛県四国中央市産出のかんらん岩から発見された。ダイヤモンドは1キロ取り出すために5300トンの自然原料が処理されている。(Wikipedia)



参考HP Wikipedia:ダイヤモンド National Geographic news:ダイヤモンドでできた惑星 九州大学:ダイヤモンドが語る惑星の歴史
[ラムールダイヤモンド]L'AMOUR DIAMOND ネックレス LMD-MC09
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私の宝石箱

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