2010年12月30日木曜日

4_97 秩父帯:西予12月

 いよいよ今年も終わりとなります。これが今年最後のエッセイです。いろいろ12月中にいろいろやりたいことがあったのですが、やり残しがいろいろでてきそうです。今回は、やり残しの原因となった、西予の地質図にまつわる話をしようと思っています。

 12月になって西予市の地質図をデジタルで作成しました。今後の印刷も考えてA3版カラーで作成しました。地質図は、以前、講演会用に新たにつくったものがあったのですが、大雑把過ぎたのですが、時間切れで充分な検討をせずに終わりました。まあ、一回の講演会用なのでそれで仕方がないと思っていました。
 このたび、別のグループからまた講演を依頼され、1月にする予定となりました。ですから、今回は、やり残した感のある地質図をより詳細にして作成しようと考え、12月中旬に作業を始めした。
 参照していた地質調査所の最新の地質図は、付加体のモデルに従ってまとめられています。なかなかよくできているのですが、西予市では、その区分が混乱しています。また、区分や構造線が従来の考えとは違っていることもわかってきました。さらに、新しい造山運動モデルが提唱されたことによって、いくつか検討をしなければならないこともでてきました。それをまとめていこうと思い立ち、地質図の作成をはじめたのですが、実は、これが結構大変でした。
 西予市には、秩父(ちちぶ)帯とよばれる堆積岩を中心とする岩石が広く分布しています。秩父帯の北に御荷鉾(みかぶ)構造帯、南に四万十(しまんと)帯がほんの少しですが市内に分布しています。西予市の境界より少し広めに地質図は作成しますので、北側には三波川(さんばがわ)変成帯が入ります。
 この三波川変成帯が、四国の大歩危(おおぼけ)の地域の研究で、原岩や変成作用の時代に違いがみつかり、従来の三波川変成帯を「厳密な意味での三波川変成帯」と新しい時代の「四万十変成帯」に二分しょうようと提案されています。
 「厳密な意味での三波川変成帯」は、原岩の形成年代が1億4000万~1億3000万年前で、変成作用のピークの年代が1億2000万~1億1000万年前です。一方、「四万十変成帯」は、新しいもので、原岩の形成年代が9000万~8000万年前で、変成作用のピークの年代が8000万~6000万年前となります。この「四万十変成帯」の年代は、四万十帯北帯の付加体の年代と重複するもので、同じ起源であると考えれます。
 そして、より北の方では、それぞれの造山運動に対応する火成岩類の対応もされています。
 西予市の北方には「四万十変成帯」と「三波川変成帯」が分布することになりそうです。できればそれを区分して図示しようと考えてました。
 秩父帯の堆積岩は、いくつかの付加体で形成されたと考えられています。そして、秩父帯の中には、黒瀬川構造帯と呼ばれる岩石が点在します。西予市では、東(野村、城川付近)には黒瀬川構造帯の岩石があり、中央部(宇和付近)で見えなくなり、西端(三瓶の海岸付近)でまた少しだけ分布しています。
 黒瀬川構造帯は、古い時代の大陸(オルドビス紀からデボン紀)を構成していた黒瀬川変成岩(寺野変成岩類)や深成岩類(三滝花崗岩類)、またその大陸の斜面で形成された海成の地層(シルル紀からデボン紀、ペルム紀)が、ペルム紀に形成されたメランジュの中にあります。それを地図上で区分する必要がありますが、西方の小さな岩体ではどうも混乱しているようです。それを整理する必要があります。
 黒瀬川構造帯の北には、秩父帯北帯があり、前期から後期ジュラ紀の付加体やメランジュで、その中には古生代のチャートや石灰岩、玄武岩など海底でできた岩石類(海洋底層序と呼ばれています)が、異質岩塊として含まれています。
 黒瀬川構造帯の南は、秩父帯南帯があり、後期ジュラ紀から前期白亜紀の付加体です。その中には、ペルム紀から前期白亜紀の海洋底層序が含まれています。
 ところが、黒瀬川構造帯が西予市の中央部でいったんなくなります。秩父帯の北帯と南帯の境界をどこにするかが問題となり、従来の考えと新しい地質図では違っています。それをどう判断するかが問題となります。
 こんなことを12月中ごろから悩んでいます。まあ、これもまとめれば、重要な成果となるはずと考えて、師走の最後の日々を過ごしています。

・集中・
12月中旬に論文を投稿したあと、
やりたいことがあったのですが、
地質図を作成していたり、
今回の件で、いろいろ調べたりしていて、
なかなか時間が取れませんでした。
でもこれが、なかなか面白い作業でもありました。
また、まとまれば、1年間お世話になっている
西予市にもお返しができることになります。
それもあって来年1月までは、
この件に集中しようと考えています。

・師走気分・
いよいよ今年最後のエッセイとなりました。
毎年、大晦日は物理的な境界ではなく
人為的な境界なので
あまりあわてないと思っていましたが、
ところが、単身赴任ですと、
暮れから正月には帰省することになりますので、
少々、日常とは違って、
師走気分、正月気分にもなりそうです。
ただ、このエッセイは、帰省前に作成して、
予約していますので、
これからその気分を味わうことになるのですが。
よいお年をお迎えください。

2010年12月23日木曜日

6_85 根拠:イトカワ4

 イトカワの試料は、今回、はじめて手にしたものです。それが、どうしてイトカワのものと判別されたのでしょうか。その根拠について紹介しましょう。問題もありますが、期待も高まっています。

 「はやぶさ」が小惑星イトカワの砂粒発見は、小惑星の試料回収としては人類初のことです。「はやぶさ」が回収してきた試料が、予備的な分析がなされ、イトカワのものであると判断されました。それがニュースとなり、新たな「はやぶさ」の快挙となりました。
 イトカワの試料は、今回、はじめて手にしたものです。それが、どうしてイトカワのものと判別されたのでしょうか。
 じつは、直接手にしなくても、どのような物質からできているかを解析する方法があります。それは、光の成分を分析する方法(スペクトル解析)です。近赤外線の波長での観測で、イトカワでは、輝石やカンラン石に特徴的なスペクトル(Sタイプ小惑星)が得られており、普通コンドライト(隕石の種類)ではないかと推定されています。なお、このスペクトル解析も、2005年に「はやぶさ」が行ったものです。
 このデータに基づいて、回収されたカンラン石と輝石の分析がなされました。すると、イトカワのスペクトル解析のデータと一致しました。これが一番の根拠となっています。
 そしてさらに重要なことは、見つかった鉱物の種類とその比率(鉱物組み合わせといいます)です。それは隕石(普通コンドライト)のものと一致しています。隕石は小惑星帯から由来していると考えられているので、隕石といっちすることが重要となります。
 さらに、地球の岩石ならよくある岩石(火山岩)の破片や、石英や水を含んだような雲母や角閃石などの鉱物も見当たりませんでした。
 以上のことから、イトカワ起源だとされた主な根拠です。
 ただし、科学的には検討が不十分なところもあります。
 たとえば、今回、発表されたプレス用資料には問題があります。輝石は結晶構造や組成が多様です。ですから、本来ならどのようなタイプで、化学組成の輝石かを示す必要があります。多分、今回発見されたのは、隕石との類似からすると斜方輝石と推定されますが、もし単斜輝石だとすると、違った組成範囲になるかもしれません。
 そして、発見された粒子の分析値との比較のために、地球の岩石のカンラン石と輝石のデータも図示されていました。図には、イトカワのスペクトル解析の組成範囲と、今回発見された粒子の平均値、参考として地球のマントルの岩石の組成範囲が示されていました。
 この比較は、少々乱暴です。もしコンテナに地球の岩石が混入したとしたら、それは地表の岩石のはずですから、地球の鉱物の組成範囲の可能性は、もっと多様になります。マントルの岩石が混入する可能性は低いはずです。地球の岩石の組成範囲を占めせば、イトカワのものを完全に覆ってしまいます。
 さらに、分析の平均値を示すのなら、その誤差や範囲を示すべきです。そうでないと、データの信頼性を評価できません。また、分析したのは、ばらばらの鉱物の分析ですから、カンラン石と輝石が同時に形成された保障はありません。ですから、両者の組成を2軸にもってくる根拠がありません。
 まあ、論理的に追及すれば、問題もありますが、速報ですからよしとしましょう。いくつかの証拠は、確かにイトカワを支持しています。今後は、専門家がさらに分析や検討を進めて、論文として公表していくはずです。そこでは、すべてのデータが開示されるはずです。
 前回紹介したように、コンテナから大きな岩石が見つかりました。一つの岩石なら、くっついている鉱物が同時にできた保障を与えます。それは、成因究明に非常に役立ちます。もちろんその成分は、図の軸に選ぶことができます。これによっていくつかの問題はクリアできます。今回の大きな粒子の調査が進むことを期待しています。
 実はコンテナは、もうひとつあります。そちらにももしかすると試料が入っているかもしれません。期待は膨らみます。

・みぞれ・
とうとうこちらも霙(みぞれ)が降り
山も雪景色になりました。
いよいよ冬です。
高原ではもう雪でしょうか。
行き残したところがまだいくつもあるので気がかりです。

・イルミネーション・
クリスマス前には、こちらまでも
イルミネーションをつけます。
ただ、外の人里は慣れたところばかりなので
なかなか見る勇気がわきません。
でも、なんとか一度は見ておきたいので、
天気や気温をみながら出かけようと思っています。

・サンタ・
北米航空宇宙防衛司令部(NORAD)は、
1955年からサンタを追跡しています。
サンタとは、サンタクロースのことです。
http://www.noradsanta.org/ja/index.html
時間があれば覗いてください。
本当にサンタがいるのか、
なぜ、NORADが追跡するのか、
なぜ、サンタは24時間で世界を回れるのか
このための費用はどうなっているのか
などなどいろいろな質問がありますが、
その答えはホームペ-ジにすべて書かれています。

2010年12月16日木曜日

6_84 粒がざくざく:イトカワ3

 前回、イトカワ由来の根拠を説明するといっていたのですが、最新ニュースがありました。なんと、コンテナを逆さにしてたたいたら、大きな砂粒がたくさん出てきたそうです。そのニュースを紹介しましょう。

 「はやぶさ」がイトカワの試料を回収してきたコンテナは、地球からの汚染を恐れて、クリーンルームやその中に特別に用意されたクリーンチェンバーの中で、慎重に処理されてきました。
 「はやぶさ」は、イトカワに2回着陸しています。それぞれの着陸では、別々のコンテナで、試料を回収していました。最初に開けられたのは、イトカワに長く(約30分)接地していたほうのコンテナでした。
 2つのコンテナのうち一個分の検査がやっと終わり、小さいですが多数の試料が見つかりました。そして、それらがイトカワからのものであるという結果が発表されました。それを受けて、このエッセイのシリーズをはじめました。
 ところが、新たなニュースが流れてきました。なんと、大きな砂粒がたくさん一個目のコンテナの中から出てきたというのです。
 最初のコンテナの中を見たところ、何も見えなかったので、慎重な取り出し作業が進められていました。ところが、コンテナは非常に複雑な構造をしているため、奥まで見ることができません。複雑な構造なので、特注の専用ヘラを使って、取り出しにも苦労をしました。その様子は、前回までのエッセイで紹介しました。
 11月29日、2個目のコンテナの検査に移る前に、念のためにコンテナをひっくり返して側面をたたいところ、なんと、数百個の粒子が出てきたとのことです。もともとこのような方法でのチェックを最初にするつもりだったそうですが、目でみたとこと、何も確認できなかったので、その操作は省いたのです。
 ひょうたんから駒、まさに逆転の発想でしょうか。
 粒子は、100μmから10μmほどの大きさがあります。それまで見つかっていたものより大きなものも、かなりあったようです。さらに、これまではすべて小さな鉱物片でしたが、今回のは、鉱物がいくつかくっついた複雑なもの、つまり岩石も見つかったそうです。数百個のうち20個ほどを電子顕微鏡で調べたところ、半分ほどがこのような岩石質だったそうです。
 その岩石については、これから由来を調べるそうです。イトカワのものであれば、ますます期待が高まります。
 前回、砂粒がイトカワ由来である根拠を説明するといっていたのですが、最新ニュースがあったので、それを優先させました。次回、その話を紹介します。

・経験の蓄積・
今回の逆さにしてたたくという
「きわめて原始的」方法は、
人の先入観が生み出した
いい例かも知れません。
外からX線で確かめても砂はなく、
目で確かめても見えませんでした。
だから、あったのしても目に見えないような
非常に小さいものだと考えたのでしょう。
予定していた手順を省いて
より慎重な方法へと急いだのでしょう。
そんな先入観が、回収作業をより難しく
困難な道へと導きました。
しかし、そこで生まれた技術は
今後必要になるはずです。
ひっくり返したとき
粒子が壁にくっついたかもしれません。
2個目のカプセルの時の手順は
今回の経験で、変わってくるでしょう。
いろいろな失敗も含めて経験です。
そんな経験の蓄積が、
知的資産となってくのかもしれませんね。

・想像・
ひっくり返した担当者は、
さぞかし驚いたことでしょう。
そして、大いに喜んだでしょう。
その喜びは、試料が見つかったことより、
容器をさかさまにしてたたくという
思いつきの方が大きかったのではないでしょうか。
思い付きを実践してみた自分の行為こそ
喜びだったのでしょう。
そして、多分その日は、関係者一同
祝杯を挙げたことでしょう。
きっと、大笑いしながらの
楽しい宴席となったことでしょう。
そんな想像をしてしまいました。

2010年12月9日木曜日

6_83 試料回収作業:イトカワ2

 今回のイトカワ由来の粒子は、非常に慎重な作業の結果、発見されたものです。「はやぶさ」の快挙に応えられるように、粒子検査のために特別に用意された設備で回収作業がなされました。その様子を紹介しましょう。

 「はやぶさ」がイトカワから回収したかもしれない試料がはっているコンテナは、非常に厳重に管理された環境で開封されました。また、回収から確認までの作業も慎重になされました。もし非常に小さい試料しか入っていない場合、地球のゴミが紛れ込んだら(汚染 "contamination" といいます)、判別が困難になるかもしれないためです。そのため、非常にクリーンな環境の中で処理がおこなわれました。
 試料回収のために用意されたのは、クリーンルームとその中の置かれたクリーンチェンバーという装置です。
 カプセルから取り出されたコンテナ(イトカワの試料が入ってるところ)は、きれいに外側を洗浄されてから、X線で断層撮影されました。もし、中に試料が入っていれば、この段階で見つけることができます。しかし残念ながら、X線で観測できるほどの大きな試料はなさそうだという結果でした。
 その後カプセルは、チェンバーに入れられました。このチェンバーの中は、地球の大気からの汚染も防ぐために、純度の高い窒素を入れた状態にしてありました。
 実は普通に地球にある空気の中には、10μm以下の微粒子がかなり紛れ込んでいます。このサイズは、今回見つかった粒子のサイズと同じ程度です。ですから、身の回りにある空気すら汚染源となります。空気からの汚染を防ぐために、純度の高い窒素がチェンバーに入れられています。そして圧力を高めしておけば、外から空気は入ることはありません。つまり、大気の汚染を防ぐことができます。
 チェンバーの中に、さらに真空の部屋が用意されて、そこでコンテナのフタをあけられます。まずは、コンテナの中に入っているかもしれない気体の採取です。もしあれば、イトカワ由来の気体の可能性があります。
 開封後に、コンテナの中の壁面についているかもしれない粒子を、「掻き出しヘラ」を使って取り出していきます。もしヘラに粒子がついていれば、それがイトカワのものかが判別されます。
 このような何段以下もの手順を踏んで作業は進められました。その結果、1,500個ほどの粒子が見つかりました。
 それらを走査型電子顕微鏡で分析したところ、イトカワに由来する岩石片(多分多くは結晶片)だとわかったそうです。粒子は10μm(100分の1mm)以下のごく小さい粒子なので、非常に慎重な分析が必要となります。
 今後は、より詳しい初期分析をするために、取扱うための技術と関連装置の準備を進めていくそうです。関係者以外の研究者に試料がとどくには、まだ時間がかかりそうです。
 ところで、そもそも「はやぶさ」がイトカワにいって試料回収をしたのは、イトカワがどのような物質でできているのかを調べるためです。イトカワがどのような物質でできているかがわからないから資料採取にいったのです。では、なぜイトカワ由来の粒子だと判別したのでしょうか。それは、次回としましょう。

・風邪・
風邪を引きました。
冬の明け方の寒さにやられたようです。
部屋や家全体を温める北海道の冬の暖房に比べると
今いる部屋の寒さは、堪えます。
起きているときはストーブをたきますが、
寝るときはストーブをきります。
ですから、明け方が一番冷え込みます。
まあ、インフルエンザではなく、
鼻風邪だったようで一晩ぐっすりと寝たら
だいぶよくなりました。

・集中・
ここしばらく12月中旬締め切りの論文に
かかりきりなっています。
なんとか今週末までに初稿を
書き上げたいと思っていたのですが、
ここで風邪の不調だったので、
少々あせりを感じています。
週末も利用して集中して書いていこうと思っています。

2010年12月2日木曜日

6_82 はやぶさの偉業:イトカワ1

 小惑星探査機「はやぶさ」の帰還カプセルの中から見つかった小さな粒子は、イトカワのものであることが判明しました。そのニュースと背景について、紹介します。

 今年6月13日「はやぶさ」の帰還が大きなニュースになりました。それ以来、「はやぶさ」のニュースは、今までの偉業を称えるかのように、報道されるようになりました。暗い日本のニュースの中では、人々に明るい話題として、受け入れられます。
 「はやぶさ」、ニュースにもあまり取り上げられることもなく、2003年5月9日に打ち上げられ、トラブルに見舞われながらも、航行し2005年9月に小惑星イトカワに到着しました。そして、2005年11月には、イトカワにタッチダウンし、サンプルを取得しました。しかし、そのとき先日(11月29日)のニュースによれば、岩石採取のための金属球を発射する予定が、発射しないというトラブルがありました。それが、地上から送ったプログラムにミスがあったのが原因だったことが分かったとのことです。過去の出来事に「もし」はないのですが、機械的なトラブルでなかったことなので、人為ミスはチェックさえできていれば、うまくいったかもと、悔やまれます。
 予定を大幅に上回る7年以上におよぶ飛行の後、イトカワのサンプルが入っているかもしれないカプセルを地球に送り返して、本体の「はやぶさ」はその使命を終え、大気圏で燃え尽きました。
 その後、カプセルは、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の相模原キャンパス内の今回のために用意されたキュレーションセンターに持ち込まれました。帰還カプセルのサンプルコンテナの開封、採取作業が、6月24日から続けられていました。その作業状況は、ニュースとして流れ、一喜一憂した人も多かったのではないでしょうか。
 そして10月8日に、カプセル内の微粒子が見つかり、その粒子がイトカワ由来かの調査に入りました。そして、11月16日、その微粒子が、小惑星イトカワ由来のものと判明したというニュースとなりました。関係学会からのメッセージも出されました。
 これでまた、「はやぶさ」の偉業が付け加わったことになります。その微粒子はどのように見つけられ、そしてなぜイトカワのものと確認されたのでしょうか。それは次回としましょう。

・科学者へ・
私は、アポロの偉業をみて少年時代を過ごしました。
ですから、科学が偉大な成果を上げると、
ついつい興奮してしまいます。
その偉業の背後には、
不眠不休の血のにじむような
努力を続けている科学者を存在を感じます。
自分とは違った道を歩んでいる科学者たちですが、
同じ科学を志す人の偉業にも感動します。
今回、科学者たちは、
失敗も成功も、ミスもそのミスを補ったことも、
そしてけっして諦めていないことを
市民にメッセージを出してくれました。
そのオープンマインドと執念が心を打ちます。
これからも、「はやぶさ」は私たちを
楽しませてくれことを願っています。
そして「はやぶさ2」にも期待しています。

・師走・
秋から冬に季節は巡ります。
紅葉もだいぶ終わりになってきました。
そして、月日は流れ師走となりました。
私も、あわただしくなります。
12月締め切りの論文があるのと、
年末の行事がいくつかあるためです。
残されたサバティカルの4ヶ月を
満喫しようと思います。