地殻に眠るダイヤの総量は1000兆トン
地球の表層を構成する地殻は、従来の想定をはるかに上回る1000兆トンものダイヤモンドを含んでいる...そんな推定結果を米国、豪州、中国の大学が参加した研究チームが、音波を使った実験により導き出した。
岩石で構成される地殻を音波が通過する際、その速度は当該箇所に含まれる鉱物の温度や密度によって変化する。研究チームが耐震工学の技術を用いた実験で音波を測定したところ、地殻の最下層を通過する際に速度が大きくなるとの結果が出た。
音波がダイヤモンドを通過する速さは他の鉱物の２倍。研究者らは様々な鉱物を組み合わせた地殻の立体モデルを作り、ダイヤモンドの含有率を１～２％に増やすことで音波の速度の上昇が再現できることを突き止めた。
実際の地殻にも同様の割合のダイヤモンドが含まれていると推計すると、その総量は1000兆トン。これは研究者らが想定していた水準の少なくとも1000倍に相当する。
研究に参加したマサチューセッツ工科大学（MIT）のウルリッヒ・フォール氏はこれらのダイヤモンドについて、地殻の底の部分に位置していると考えるのが最も理にかなうと指摘。上層の岩石がもたらす高い圧力と、地球の中心部への近さによる高温状態が、ダイヤモンド形成の条件を満たしているためだという。
ただ現時点で、これらのダイヤモンドから大量の指輪やネックレスが作れるようになるわけではない。地殻下層部のタイヤモンドは地表から144～240キロの深さにあり、現在の鉱山機械では採掘不可能だ。ロシアにある世界有数の規模を誇るダイヤモンド鉱山でも、到達できるのは地表から約536メートルの深さにすぎない。
MITのフォール氏によると、現在採掘されているダイヤモンドは主に火山活動によって地表近くまで移動したものだという。（CNN 2018.07.18 )
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。
ところで、ダイヤモンドが存在する天体は地球だけではない。2012年12月、宇宙でダイヤモンドを豊富に含んだ惑星が発見された。
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が、こう述べている。
「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」誌に掲載された。（ダイヤモンドでできた惑星を発見 Andrew Fazekas for National Geographic News October 12, 2012）
参考 CNN： https://www.cnn.co.jp/fringe/35122639.html
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