2009年2月26日木曜日

1_76 海の蒸発の記録:メッシニアン塩分危機1(2009.02.26)

 メッシニアン塩分危機という地質学的事件が、新生代中新世末期に起こりました。それは、地中海の海水が干上がるという事件でした。この事件が意味することとは、なんでしょうか。数回のシリーズで紹介していきます。

 皆さんは、メッシニアンという言葉をきいたことがあるでしょうか。多分、ほとんど人は知らない言葉でしょう。メッシニアンとは、地名でシシリア島のメッシニアという地域があります。今回取り上げたいのは、その地域のことではありません。地質学では、メッシニアンには別の意味に使われています。
 メッシニアンとは、Messinianと書かれ、地質の時代区分の名称として使われています。メッシニアンは、新生代の中新世末期で、724.6万から533.2万年前の時期です。メッシニア期と呼ばれる階層の時代区分になります。
 マイヤーアイマー(Charles Mayer-Eymar、1826-1907)という地質学者が、シシリア島のメッシニアの石膏を含んだ、汽水から淡水で形成された地層の化石を調べました。その成果を1867年に発表した論文で、その時期をメッシニアと名づけました。以来、中新世の末期をメッシニア期と呼ばれるようになりました。
 メッシニアに注目が集まったのは、地中海において、一部もしくは全部の海水が蒸発してしまった事件があったことがわかってきたからです。その事件を、メッシニアン塩分危機(Messinian salinity crisis)と呼んでいます。
 岩塩や石膏など、海水の蒸発で形成される岩石(蒸発岩と呼ばれます)が、地中海の沿岸や島で大量にあることは知られていました。それらの蒸発岩の形成の時代が、メッシニア期であることも知られていました。しかし、それほど重要視されていませんでした。
 ところが、1961年に行われた地震波の探査で、地中海の海底下100から200mのところに、反射面(M reflectorと呼ばれた)がわかってきました。その実体を探るために、海洋底を掘削する調査(Deep Sea Drilling Program:DSDPと呼ばれる)がなされ、地中海の海底に、3kmの厚さに達すほどの蒸発岩があること発見されました。これによって、地中海全域で、海水が蒸発し、大量の塩分が形成されるという事件が起こったことが認識され、塩分危機と呼ばれるようになりました。
 さて、このメッシニアン塩分危機という事件は、果たして地中海だけに起こった地域的な出来事だったのでしょうか。それとも、世界的事件となんらかの関係があるのでしょうか。それは次回としましょう。

・ありふれたこと・
私が、地中海が干上がるという事件を知ったのは、
数年前でした。
ネイチャーという科学雑誌に2003年に発表された
"Deep roots of the Messinian salinity crisis"
という論文を見たときでした。
そのときは、地域の異常現象として
大して気にもしていませんでした。
ところが、最近、別の調べ物をしているときに、
その事件がもしかすると、
別の事件と関係するのではないかということに気づきました。
なにも、私が最初に気づいたわけではありません。
もちろん、研究者はとっくに気づいていて
その記述をみて、私も知ったということです。
それは、第一級の事件ではなく、
多数ある事件の一つに過ぎませんでした。
しかし、地質学的ありふれた出来事が、
これほどの大異変を起こすということです。
そのことに気づかせてくれました。
その事件の内容は、次回以降紹介していきます。

・Gmail・
大学のメールサーバの自分のメールボックスを整理しました。
半年に一度整理しています。
大学の研究用メールサーバーは容量に制限はないのですが、
メールの量が多くなる(300MBを越える)と、
急に反応が遅くなります。
ですから、私は、メーラーで呼んで
パソコンのハードディスクでメールを管理しています。
先日もメールボックスを削除するのに、
なんと半日かかりました。
これには参りました。
ですから、最近、メールの管理を、Gmailに移行しようと
試しているところです。
まだ、Gmailは試したばかりですが、
7GBも容量があり、無料なのが魅力です。
基本は自分のパソコンに保存しますが、
大量のデータの保存として、
Gmailを利用しようと考えています。

2009年2月19日木曜日

1_75 成長のメカニズム:大陸の形成7(2009.02.19)

 いよいよ大陸の形成シリーズも、今回が終わりとなります。最後に、大陸の成長が、なぜ急激に起こるのかを考えていきます。その仮説には、ある鉱物から得られた年代測定の結果が、重要な役割を果たしました。

 原生代がはじまるころ(25億年前)には、現在の2割程度しかなった大陸が、原生代の終わり(5.24億年前)には、現在と同じほどの量にまで成長しました。原生代には、花崗岩の年代から3回(27~25億年前、20~17億年前、13~10億年前)、もしくは川砂のジルコンの年代から4回(28~27億年前、22~21億年前、18~10億年前、7~5億年前)の激しい大陸形成の時期があったことがわかってきました。
 大陸の急激な形成は、大量の花崗岩マグマをつくり出すことになります。列島や大陸地殻を構成する花崗岩マグマは、プレートの沈み込みに伴って形成されます。そのプロセスは少々複雑ですが、以下のようなものであることがわかってきました。
 沈み込むプレートから水や水に溶けやすい成分が、列島の下のマントルに供給されます。供給された水は、列島下のマントルを溶かして、玄武岩マグマをつくります。玄武岩マグマは、すでにある列島地殻下部の玄武岩を溶かしたり、地殻にたまった堆積岩を溶かし、大量の花崗岩マグマをつくります。花崗岩マグマが、そのまま深部で固まれば花崗岩になります。ただし、列島の下では、玄武岩マグマと花崗岩マグマと混じることがよくあり、マグマ混合(マグマミキシングと呼ばれます)が起こると、トーナル岩(あるいは安山岩)マグマが形成されます。トーナル岩とは、大陸地殻や列島の平均的な岩石組成に相当し、大陸地殻そのものといっていいものです。
 このようなメカニズムは、定常的に大陸地殻が形成されていくプロセスを説明しますが、急激な地殻の成長を説明するには、別の何かが起こらなければなりません。その記録が、マントル由来の鉱物から見つかりました。
 ピアソンたちは、その研究結果を2007年にネイチャーという雑誌に報告しまひた。海底から採られたカンラン岩(海洋地殻下のマントル)やオフィオライト(昔の海洋地殻で地上に残されたもの)のカンラン岩に含まれるレニュウム(元素記号Re)に富む白金族の合金からなる鉱物を用いて年代測定(Re-Osの年代測定)をしました。
 このような岩石を用いたのは、海洋地殻がいつ形成されたかを知るためです。もし、大量にそのようなデータを集め、その形成年代にピークがあるようなら、その時期に大量の海洋地殻が形成されたことを意味します。ピークの年代は、それは地球内部から上昇してくる大きな対流(スーパープルームと呼ばれます)があったことを示しています。また、海洋地殻が大量に形成されたということは、それに呼応して沈み込み帯の活動も活発になります。つまり、列島のマグマの活動が激しくなり、大陸地殻がたくさん形成されたということになります。
 ここで示した仮説は、少々複雑なプロセスですが、定常的な大陸成長ではなく、急激な大陸成長を説明できます。
 さて研究の結果、得られた年代はというと、27億年前、19億年前、12億年前に集まりました。これは、花崗岩の年代測定から得られた3回のイベントに対応しています。川砂のジルコンとは時期が違っていますが、大陸急成長のメカニズムを説明する仮説には、それなりの証拠があったことになります。大陸成長は、最終的には地球内部の熱の急激な放出メカニズムとして説明できそうです。
 この一連のシリーズで示したように、大陸の成長の研究は、まだ道半ばです。本当の急成長の時期は、いつなのか。なぜ、そのような熱放出メカニズムがその時期に起こったのか。その時期には必然性はあるのか。などなど、これから解明しなければならない謎は、いっぱいあります。しかし、それも地道に解かれていくことでしょう。

・新たな展開の予感・
大陸の形成のシリーズも今回が終わりです。
少々長くなりましたが、大陸の成長が一様でないことは、
以前から言われていました。
その成長にムラがあることが、明らかになってきました。
平田さんたちの精度のよいデータが
今までの結果と一致しないのは、疑問より、
今後の新しい展開を期待させます。
ですから、他の大陸でのデータが待たれます。
新たなデータが得られたとき、
大陸成長のモデルに展開が生まれそうな予感がします。
平田さんたちの手法は、
大量の試料を処理し、データを出さなければなりません。
並大抵の努力でないことがわかります。
でも、その精度は非常に高いものです。
ぜひ、いい成果が出ることを期待します。

・インフルエンザ・
長男が、今週、インフルエンザB型になりました。
今では、病院にいけば、ほんの10数分で
インフルエンザの判定、またA型かB型かの判別もできます。
家族全員がインフルエンザの予防接種を受けていましたので、
症状も軽く、ほっとしています。
ただし、学校は5、6年生が学年閉鎖となりました。
学年閉鎖といっても、一クラス10数名しかない小さい学校なので、
一般の学校より閉鎖になりやすくなっています。
ところが、他の学校と比べて、児童数も少ないため
感染経路も少ないためでしょうか、罹患率も少なくなります。
実際に、学級閉鎖も他校と比べて多くはありません。
学年閉鎖は、子供が学校に通っている中で
子供のいるクラスが閉鎖になるのは
今回が始めての出来事です。
その分、今年のインフルエンザは、
わが町では、流行しているということなのでしょう。

2009年2月12日木曜日

1_74 大陸の成長過程:大陸の形成6(2009.02.12)

 川砂のジルコンの年代測定から大陸の成長過程を探ろうという試みは、現在進行中です。まだ、完全な結論は得られていませんが、途中段階の成果は公開されています。その内容を紹介しながら、大陸成長を考えていきましょう。

 東京工業大学の平田さんたちのグループが、大陸を流れる大河の川砂を用いて大陸の成長を調べている、という話を前回しました。それは、川砂の中のジルコンという鉱物を用いて大量の年代測定をしていこうというものでした。
 平田さんたちのグループは、2つの大陸のデータを公表しました。北米大陸では、中央を流れるミシシッピ川と、北部を流れ北極海にそそぐマッケンジー川で調査と分析をしました。南米大陸では、北部で主にブラジルを流れるアマゾン川と南部の主にアルゼンチンを流れるパラナ川を調査分析しました。
 その結果は、2つの大陸だけのまとめになりますが、次のようなことがわかってきました。
 太古代(40~25億年前)の後半(28億年前)までは、大陸は現在の2割ほどしか形成されていないことがわかってきました。なお、北米大陸にも南米大陸にも、30億年より古い大陸の岩石は、各地から見つかっています。ですから、古い岩石から少ないから、あまり成長がなかったように見えないということはありません。
 また、大陸の成長は、原生代(25~5.42億年前)に集中的に行われたようです。そして、原生代の急激な成長も、一様に起こったのではなく、急激な成長時期が4回あったことががわかってきました。その時期は、28~27億年前、22~21億年前、18~10億年前、7~5億年前です。また、原生代の成長で、ほぼ現在の大陸の量になったようです。
 原生代が大陸の成長期であったことは、以前の研究でもわかっていました。しかし、平田さんたちが得た大陸地殻の急激な形成時期が、以前紹介した花崗岩から得られたもの(27~25億年前、20~17億年前、13~10億年前)とは、微妙にずれていることがわかります。これは、単に測定誤差なのか、それとも何か意味があるのは今後の検討が必要でしょう。
 もし、これが地域差に由来するのであれば、成長過程に、地域ごとにムラがあったことになります。前に示した花崗岩のデータは、世界各地の大陸からの得たものの平均ですが、平田さんたちのデータは厳密に大陸や、大河の流域が限定されています。そしてデータは統計的に十分な数があり、その年代精度もよく、統一されたものです。ですから、平田さんたちのデータを信頼すると、大陸地殻の成長時期に、大陸ごとにずれがあり、データはその違いを反映しているのかもしれません。
 いずれにしても、今まで述べてきたことから重要なことがわかってきました。大陸成長は、一様なものではなく、急激に成長する時期とあまり活発でない時期があったこと、そして大陸は原生代に一気に成長し現在の量にまで達したことです。つまり大陸成長は、原生代の重要な地質現象として大きく捉えることができます。
 原生代の大陸成長は、大量の花崗岩の形成を伴います。つまり、大量のマグマが関与しています。大量のマグマが形成されるということは、その影響は当然マントルに及んでいるはずです。もしかするとマントルにも、原生代の大陸成長の脈動が記録されているかもしれません。それは、次回としましょう。

・入試・
大学は一般入試が終わりました。
しかし、入試は一度で終わりではなく、
別日程の入試やセンター試験利用の入試などが続きます。
ですから、3月まで、つぎつぎと入試や
採点、判定会議などが連続します。
一方、在校生の成績評価や単位認定も並行して行われます。
単位認定にかかわる追試が今週の後半にあります。
2月、3月は講義や曜日ごとに決まった業務はありませんが、
落ちつかない時期でもあります。

・体が大事・
昨年の2月に目の手術をしました。
そして、1年間定期的に眼科で術後の検査を受け続けていました。
先月末に検査を受けて、1年たったという話をしたのですが、
無事、手術は成功に終わったと判断されました。
ただ、半年に一度程度の検査は受けてくださいということでした。
私の仕事は、どうしても目を酷使してしまいます。
それに、私は目には昔からいろいろ悩まされてきました。
また、実用上問題は生じていませんが、
見えなくなると非常に不自由な生活を強いられます。
ですから、目の状態管理も抜かりなく行わなければなりません。
目も歯も、内臓もいろいろ体を気にかけながら
生きていく世代になりました。

2009年2月5日木曜日

1_73 川砂から成長をみる:大陸の形成5(2009.02.05)

 大陸の成長の時間変化を成果に見積もる方法が、わかってきました。その方法を実施されている東京工業大学の平田岳史さんの研究成果から、みていきましょう。

 大陸は多様な岩石からできています。大陸を構成するすべて岩石の形成年代を正確に決定するには、膨大な時間が必要で、現実的には不可能です。そのため、苦肉の策として、大陸を構成する花崗岩で、今まで得られている年代データを集めて、その頻度分布を調べるという試みがなされました。もちろん人為的偏りが起こる不安があります。後に、データを多くして、より厳密にやっていっても、やはり同じような結果になっていました。ですから、その結果が、正しく思えます。しかし、統計的に正しいのか、本当に人為的偏りがないのか、やはりなんとなく不安が残ります。
 そのような不安を解消するために、大陸の大河の砂を利用する方法があることを前回紹介しました。砂の中によく見つかる結晶で、一粒でも年代測定できるジルコンと呼ばれる鉱物が用いられます。ジルコンは、主に花崗岩をつくるマグマからできる結晶です。岩石の中では、ジルコンの量は少ないのですが、もと岩石への激しい変形や、900℃ほどの熱の変成作用によっても、年代データを保持できる頑丈な鉱物です。そして、川砂の中でも、削られてなくなってしまうことなく、よく見つかる結晶です。
 ジルコン一粒で年代測定できる技術が、今ではほぼ完成しています。ただ、川砂から得られた年代データに、統計的に偏りをなくすには、多数のジルコンを測らなければなりません。川砂の中から、ジルコンだけを分離する方法もあります。ただ、川砂の中でジルコンの量は少なく、ジルコンだけを抽出するのには手間が必要です。多大な手間がかかりますが、統計的には信頼のできるデータは得られるはずです。あとは、そこまでの手間をかけて、実施するかどうかが問題です。
 そのような大変さが予想されるために、あまり手を出す人はいませんでしたが、東京工業大学の平田岳史さんたちのグループ(東京工業大学 21世紀COEプログラム「地球:人の住む惑星ができるまで」解読グループの研究の一つ)が行っています。以下では、平田さんたちの研究の内容から紹介していきます。
 平田さんたちは、川砂の統計的問題として、流域の岩石の性質を均等に川砂が反映しているかどうか、そして年代の頻度分布を知るために何個くらいジルコン粒子を分析すればという問題を、まず解決することからはじめました。
 その検討のために選ばれたのが、ミシシッピ川でした。ミシシッピ川は、アメリカ大陸の平原のみを流れる大河で、流域を構成している岩石が比較的単調で、地質学的に年代ごとの岩石の分布量を知ることができます。そのデータと、実際に川砂のジルコンの分析したデータを比べれば、ジルコン粒子が流域の岩石を均等に反映しているかどうかを評価できます。そして、どれくらいのデータを測定すればいいかも検討がつけられます。
 その結果、ジルコン粒子は流域の地質を均等に反映していることと、200から300粒の分析をすればよいことがわかりました。これによって、川砂のジルコンの有効性が判明したのです。あとは、試料を集めて、年代データを出す作業に入れます。もちろんその作業は大変です。
 平田さんたちのグループは、現在、世界の35の主要河川から川砂の回収をしています。その数は今後も増やす予定だそうです。現在、それらの採集した試料からジルコンを選別し、年代を測定するという作業が精力的に行われています。現在、すでにいくつかの河川のデータがでてきていますが、その内容は次回としましょう。

・若さの特権・
受験生は、今や、選り好みをしなければ、
全員どこかの大学に入学できます。
現実に競争率1を下回る大学、学部、学科も
いくつも出現してきました。
そんな有利さを、今の若者は謳歌しているでのでしょうか。
苦労せず大学に入ること、
入学してもあまり勉強しないで卒業すること、
なにより楽しく生きることに軸足を置いていないでしょうか。
大学を卒業しても、先行きの見えない社会状況が続いています。
就職を真剣に探す気力も湧かない学生もいます。
不景気が、それに拍車をかけることでしょう。
若者は、どこに将来の望みを持ち、
何を目指せばいいのでしょうか。
若者には、その若さゆえ残された時間の多さから、
何でもできる、何にでもなれるという特権があるはずです。
そんな若者であるはずですが、
なぜか表層の楽しさ、見栄えだけを追い求め、
本来の若さを活かす生き方を選ばないのはなぜでしょうか。
これは、年配の人間の穿(うが)った見方でしょうか。
若さへの羨望による嫉妬のため、
そうみなしたがっているのでしょうか。

・訃報・
人は、人生の終わりをどのように迎えるのかは、
本人にはもちろん、他の誰にもわかりません。
どんなに、幸福を望んだとしても、
嫌な終わりを迎えることもあります。
自分がいくら正義に悖(もと)ることなく
日々を生きてきたとしても、不可抗力のように
予期せぬ境遇に追い込まれ、
潰(つい)えてしまうこともあるでしょう。
もしそうなら、人の人生は結果論として論じることができても、
自分がどう生きればいいのかという指針にはできません。
嫌な見方ですが、ついついそう見てしまいます。
しかし、心の奥底で、もしかすると
そんな不可抗力的人生の中にも、
その人の生き方が、なんらか
反映されているかもしれないと思いもあります。
だからこそ、人は、襟を正し、
人生を送ろうとするのかもしれません。
ある人の一生を、後からみると、
いいことばかり見えてきます。
思い出は、いつも楽しいものになってしまいます。
だからこそ、その人の人生の終わり不本意なものであれば、
その悲しみはいやがうえに増します。
昨日、お世話になった親戚の方の訃報が届きました。
母と、その人について何時間も電話で話しました。
遠くから、冥福を祈っています。