メタネーション技術による二酸化炭素削減への挑戦！

メタネーション技術による二酸化炭素削減への挑戦！

新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）は国際石油開発帝石、日立造船と共同で、二酸化炭素（ＣＯ２）と水素からメタンを合成するメタネーションの試験設備を完成しました。２０１９年度末まで各種試験と連続運転を実施して、メタン合成プロセスの最適化などの技術課題の評価や検討を実施します。今回は天然ガス生産時に付随して排出されるＣＯ２十水を電気分解して製造された水素を合成することでメタンを製造しますが､将来的には火力発電所などから排出され、分離・回収したＣＯ２と、水の電気分解などで生成される水素を、触媒を充填した反応容器内で反応させることでメタンを合成する予定です。大規模なメタネーション技術の試みは世界でも初めてということで、今後地球温暖化を阻止するための具体策として注目を集めています。

９月１２日が「宇宙の日」であることを知っていますか？

９月１２日が「宇宙の日」であることを知っていますか？

宇宙についていくつか面白い点を掲載します。
①　何故「宇宙」という訳がついたのか？
　　英語ではＵＮＩＶＥＲＳＥとかＳＰＡＣＥとかＣＯＳＭＯＳと書きますが、明治維新を迎えて西洋の科学文明が広く取り入れられるようになる
　　と、当時の英中辞典でＵＮＩＶＥＲＳＥの訳語に「宇宙」があてられました。何故「宇宙」としたかについては定かでありませんが、どうやら

　　中国語からきているようです。中国では紀元前８世紀～３世紀の春秋時代に宇宙という熟語が登場していました。
　　道教の祖・荘氏（紀元前３６９年～紀元前２８６年）が天空も含めた世界全体を指す言葉として宇宙を使っています。
　　道(タオ)のありかについて説明する箇所で、「往古來今謂之宙、四方上下謂之宇」と記載しています。四方上下、つまりこの世界の空間全て
　　を「宇」、往古來今、つまり過去と未来と今、時間全てを「宙」であるとし、「「宇宙」とは時空間の意味であると説いています。
　　１９０６年にアインシュタインが扉を開いた現代物理学の原理である相対性理論から、時空原理「ミンコフスキー時空」と通じる概念を
　　作り上げていたことは凄いと言わざるを得ません。一体どうやって紀元前にこんなことが出来たのでしょうか？
②　ビッグバンのサイズは？
　　ビッグバンによる宇宙誕生は１０（－３６乗）秒後から１０（－３４乗）秒後という極めてわずかな時間に、急膨張により起きました。

　　誕生したとき１０（－３４乗）センチメートルだった大きさが、なんと１０（３４乗）倍以上にまで一気に膨れあがり、
　　直径１センチメートルですが、「無」の状態から比べれば、ものすごい膨張でした。その段階では超高温で素粒子が激しく動き回っているだけで

、原子核さえ生まれることができなかったのです。その後、膨張が続くことで温度が冷えていき、３分後に水素の原子核（陽子１個）のほかにヘリウム（陽子２個と中性子２個）の原子核がつくられたと考えられています。しかし、当時の宇宙はプラズマ（電離）状態で、原子核に捕らわれることなく自由に飛び回っていました。宇宙の膨張がさらに進み、温度が３０００度まで下がると、動きの鈍った電子が原子核に捕まってその周囲を回るようになりました。光は電子の持つ電荷に反応するので、電子が原子核に捕まって初めて真っすぐ飛べるようになりました。これがマイクロ波という光の誕生で、この状態を「宇宙の晴れ上がり」と呼ぶそうですが、なんと３８万年もかかったのです。

③　子供達の宇宙についての関心は次の３つだそうです。
「宇宙人はいる？」
「ブラックホールの中に入るとどうなるの？」
「宇宙の果てってどうなってるの？」
大人はこの３つに対する答えを持っていたいと思いますが、何れも答えがありません。

④　宇宙は一つか？
宇宙物理学者の世界でこのテーマが議論されています。これも正解はないのですが、亡くなられたホーキング博士を含め、現在は複数の宇宙が存在する説が有力らしいです。
現宇宙だけでも膨張し続けていてとてつもない空間なのですが、複数（マルチ）になると我々の想像の範囲を超えてしまいます。各宇宙間の接点がブラックホールだと記述されているＳＦ小説もありますが、結論としては宇宙は謎だらけです！

小惑星２０１９ＯＫ・地球近くを通過！

小惑星２０１９ＯＫ・地球近くを通過！

７月２５日に１００ｍほどの小惑星２０１９ＯＫが地球から約６万５０００キロメートルの場所を通過したそうです。６万５０００キロメートルというのは地球と月の距離の１／６に相当します。この事実が公表されたのは８月２日でした。１００メートルレベルの小惑星が地球に落下すると一つの都市全体に甚大な被害をもたらすので「シティ・キラー」と呼ばれています。
ニュースではあまり伝えられませんが、地球には様々な小惑星が来ています。ごく小さいものは大気圏で燃え尽きてしまうので被害には至っていません。１ｋｍ級以上の惑星についてはほとんどが発見されていますが、シティ・キラー級になると８０％は未発見だそうで、合計３万個ほどあると見積もられています。さらに、シティ・キラーが地球に衝突する確率は１０万年に１回とされているので、いつ来るかがわかっていません。東京大学木曽観測所の超広視野ＣＭＯＳカメラ「トモエゴゼン」が観測を始めていて、すでに１０ｍ級の地球接近小惑星を発見する成果を上げています。従い、今後発見する確率は飛躍的に上がると思いますが、最後の問題はその小惑星の落下をどのように防ぐかという点です。アルマゲドンのような映画の世界は実現が難しそうなので、どのような対策を立てているのでしょうか？

『自由電子』が金属の特性を創る？

『自由電子』が金属の特性を創る？

金属のイメージと言われて想像するのは、①光っていること、②電流を通すこと、③ひんやり冷たいことでしょうか。
様々な金属がありますが、全て原子が規則正しく整列しています。金属の種類によって整列の状態が異なっているだけです。
ここまでは。ほとんどの人が知っているのですが、金属の中を電子がうようよ泳ぎっ廻っていることは余り知られていません。これを『自由電子』と呼びます。別の言い方をすると『自由電子』を持っているのが金属ということになります。
この『自由電子』は金属のイメージである①～③すべてに関わっています。
光は電磁波のことを意味します。電磁波は『自由電子』の集団に出会うと中に入ることが出来ず跳ね返されます。つまり、光が跳ね返されて光がピカピカ光るのです。
金属に電荷がかかると、力を受けた電子は一斉に移動し電流となります。『自由電子』があるために金属は電流を通すのです。
『自由電子』の集団は熱もよく伝えます。体温よりも低温の金属に触ると、指先の熱が速やかに金属内に伝わり、指先の温度が下がります。これが金属に触るとひんやり冷たく感じる理由です。
世の中にはわかっているようで、旨く説明できないことが沢山あり、これもその例だと思います。

リチウムイオン電池から全個体電池へ！

リチウムイオン電池から全個体電池へ！

補聴器に使われている電池が充電式のリチウムイオン電池に急速に移行しています。
補聴器用電池の第１人社であるファルタ・マイクロバッテリー・ジャパン社の予測では、４年後に５０％以上が充電式のリチウムイオン電池になるとのことですが、直近の動きからするともっと早まりそうな雰囲気があります。ＩｏＴ社会のニーズに必要な充電池、さらに、電気自動車用の充電バッテリー向けの需要が現在世界で注目されています。現在の主流であるリチウムイオン電池は電解液を使用しますが、液漏れ及びそれに伴う発火の危険性があることや小型化がしにくいことなどがあり、特に電気自動車用については限界があります。
ＮＥＤＯ（新エネルギー産業技術総合開発機構）が２０１０年に作成した二次電池（充電池）技術開発ロードマップでは、２０３０年頃までに普及すべき革新二次電池の候補として全個体電池があげられていましたが、現在、まさにその開発競争に世界が動いています。全個体電池は電解液も固体であるため発火の危険性が少ないことや、出力特性を高められること、さらに小型化も可能になります。ＩｏＴ分野では，ＴＤＫ、村田製作所などが既に量産体制を構築し始めています。長時間使用可能なワイヤレス・イヤホーン用などの全個体電池は近々大量に出回ると思われます。電気自動車分野では、トヨタ自動車が主体となって、パナソニック、東芝、中国電池メーカーなどと連携して電気自動車用の全個体電池開発を発表しています。電気自動車の世界では、同時並行して、水素燃料電池車の開発も行われていますが、水素の保存法、再充填の手軽さ、価格、走行距離など、まだ課題が多く実現の時期がなかなか見えてきません。従い、全個体電池の技術革新が急速に進み、２０３０年にはガソリン車が大幅に減っているかもしれません！

バクテリアががん細胞を完全破壊？

バクテリアががん細胞を完全破壊？

アメリカのコロンビア大学研究チームがすごいことに挑戦しています。
バクテリアを使って完全にがん細胞を破壊しようとしているのです。
鍵はＣＤ４７という遺伝子にあります。通常、ＣＤ４７は健康な細胞にくっついて「私を食べないで」というようなサインを出しているので、死んだ細胞などを食べるマクロファージと呼ばれる免疫細胞から健康な細胞を守っています。ところが、がん細胞が突然変異によってＣＤ４７を作り出し、自分自身をマクロファージから逃れさせて成長することがわかっていました。それ故、この偽のＣＤ４７を免疫細胞に攻撃させる方法を開発して、臨床試験も始まっていたのですが、攻撃する交代の分子が大きすぎて腫瘍の中に入り込めませんでした。
今回のコロンビア大学は、抗体の代わりにバクテリアを使って攻撃することを試みています。
５００万個の非病原性バクテリアに、抗体よりもっと小さな単鎖抗体を生成する遺伝子を注入し、マウスの腫瘍に注射しました。その結果、バクテリアは腫瘍内で大量の単鎖抗体を吐き出し、ＣＤ４７によるがん細胞の「私を食べないでサイン」のカムフラージュを剥がすことに成功しました。その後、Ｔリンパ球を活性化させて腫瘍を小さくし、最終的には完全に除去できたのだそうです。
マウスでの成功がそのまま人間に応用できるかどうかはまだわかりませんが、以前掲載した光免疫療法よりすごいことかもしれません。今後の推移に注目しましょう！

ヒマラヤ山脈から氷河が消える？

ヒマラヤ山脈から氷河が消える？

米国のスパイ衛星の観測で驚くべきことがわかりました。

南極と北極に次いで世界第3位の雪と氷の量を誇るヒマラヤ山脈から大量の氷河が消えているのです。

２０００年から２０１６年にかけて、毎年、７５億トン，厚さにして４３センチの氷が溶け続けました。

１７年間で７．３メートルも減ったことになります。

調査は１９７５年から始まっていましたが、１９７５年から２０００年までの平均温度より、２０００年以降は平均で１℃も気温が高くなっていて、氷の消失が２０００年までの倍の速度になっているそうです。

総延長２４００キロのヒマラヤ山脈は既に全体の２５%を消失していますが、このままだと消失速度はさらに上昇し、

ヒマラヤの氷や雪を源とする、インダス川、長江、ガンジス川、ブラマプトラ川といった大河が枯渇する恐れもあります。

水量が減少すると、最低でも８億人が水不足に苦しむことになるそうです。
何としても、化石燃料による排出ガスを大幅に削減して、温暖化を食い止めなければなりません！

デッドゾーン（死の海域）が広がっている！

デッドゾーン（死の海域）が広がっている！

デッドゾーンとは魚が生息できないような低酸素海域のことです。その根本原因は季節的に降る大雨です。アメリカのカリフォルニア州では毎年大雨が降りミシシッピ川の河口辺りにデッドゾーンが発生するのですが、今年は降雨量が多いせいで、観測史上最大の規模に達する見込みだそうです。メキシコ湾の大陸棚に広がるでデッドゾーンの大きさは東京都の10倍にも達すると予測されています。

水量が増えると海中の酸素量は薄まります。酸素の濃度が２ｐｐｍを下回ると、移動できるエビ、カニ、魚はすべて逃げ出してしまいます。移動することができず、海底の沈降物の中で暮らしている動物は、ほぼ全滅する可能性があるそうです。さらに問題なのは、大雨で陸地の肥料や下水に含まれる養分がミシシッピ川に流れ込むことです。淡水は海水よりも軽いので、河口から海に出た水は表層近くにたまって循環を妨げるます。養分を多く含む淡水層では藻類が大発生し、この藻類が死んで分解される際に大量の酸素が消費されます。デッドゾーンが増えるとエビや魚がいなくなり、漁業で生計を立てている住民たちが大打撃を受けます。
現在、世界最大のデッドゾーンはヨーロッパのバルト海です。そこでは、漁業が打撃を受けているだけでなく、ほとんどの海洋性動物が生存できない状態になっているそうです。
大量の雨という自然現象を人類が止めることは至難の業なので、アメリカの科学者たちや農業団体が連携を取って、肥料の流失を止めるべくさまざまな対策を試みているそうです。何とかして、デッドゾーンが縮小してくれると良いのですが！

変化する地球の大陸が凄い！

変化する地球の大陸が凄い！

地球が生まれたのが約４６億年前です。最初の岩石鉱物は４４億年前に登場しました。４０億年前に海洋ができ、花崗岩のプレートも誕生しました。それでは、現在人類が暮らす大陸は何時から形成されたかと言うと約３０億年前のようです。その後、大陸の移り変わりを見てみましょう！
①　第１次ウル大陸（３０億年前）：
　　 小規模な大陸で、オールトラリアの面積より小さかったとされています。
②　バールバラ大陸（３０億年前~２５億年前）：
　　 大陸は約３０億年前に存在し約２５5億年前に分裂したとされています。
③　第２次ウル大陸（２５億年前）：
　 　第1次ウル大陸に他の小大陸が合体することで、第2次ウル大陸となりました。おそらくパール
　　 バラ大陸と合体したのではないでしょうか？
④　アークティカ大陸（２５億年前）：
　　 シベリア大陸など小型の大陸が合体することで出来たとされています。
⑤　ローレシア（別名ヌーナ）大陸（１９億年前）：
　　 大陸やプレートが対流するマントルに乗って移動するという理論において、約19億年前に存在し
　　　たとされている大陸です。地球上に初めて誕生した超大陸であるとされていて、現在の北アメリ
　　　カ大陸、グリーンランド、スカンジナビア半島などが含まれていました。
⑥　コロンビア大陸（１８億年前～１５億年前）：
　　 ローンシア大陸、バルティカ大陸、ウクライナ大陸、アマゾニア大陸、オーストラリア大陸などが
　　含まれていた超大陸です。

⑦　パノティア大陸（１５億年前～１０億年前）：
　　 コロンビア大陸と次の形成されるロディニア大陸を繋ぐ歴史的に考えられていますが、あまり詳
　　　しくわかっていません。
⑧　ロディニア大陸（１０億年前～７億年前）：
　　 超大陸でしたが約６億年前に、ゴンドワナ大陸、シベリア大陸、ローレシア大陸、バルティカ大
　 　陸に分裂したとされています。

⑨　ゴンドワナ大陸(6億年前～２億５千万年前)：
　　 ロディニア大陸が分裂して誕生したとされている大陸です。現在のアフリカ大陸、南アメリカ大陸、
　　 インド亜大陸、南極大陸、オーストラリア大陸、アラビア半島、マダガスカル島等を含んでいたとさ
　　 れています。大陸の変遷史上、最も激しく他の大陸と衝突した大陸でした。

⑩　パンゲア大陸(２億５千万～１億８千万年前)：
ゴンドワナ大陸がローレシア大陸にぶつかり、それにバルティカ大陸も衝突してできたとされ、地球上の大陸が一つにまとまった時期とされています。

⑪　ゴンドワナ大陸の再成立と分裂（１億８千年前～現在）：
１億８千万年前頃になると、パンゲア大陸は再びローレシア大陸とゴンドワナ大陸に分裂しました。さらに、ゴンドワナ大陸は現在のアフリカ大陸、南アメリカ大陸などを含む西ゴンドワナ大陸と、南極大陸、インド亜大陸、オーストラリア大陸を含む東ゴンドワナ大陸へと分裂しました。その後、西ゴンドワナ大陸はアフリカ大陸と南アメリカ大陸に分裂し、その間に大西洋が成立しました。また、東ゴンドワナ大陸は、インド亜大陸及びマダガスカル島と、南極大陸及びオーストラリア大陸の２つに分裂しました。その後、インド亜大陸とマダガスカル島が分かれ、インド亜大陸はユーラシア大陸に向けて急速に北上を開始しました。 さらに分裂は続きます。南極大陸からオーストラリア大陸が分裂し、北上を始めました。インド亜大陸は北上を続け、およそ４５００万年前にユーラシア大陸に衝突し、ヒマラヤ山脈を形成しました。その証拠として、ヒマラヤ山脈の山頂付近には、海洋生物の化石が多数発見されています。また、大西洋は広がり続け、現在の大陸配置が成立したのです。

こうして大陸は１千年以上の時間単位で動いています。次の大陸大移動迄、人類は存続しているでしょうか？

ビッグバンで出来た宇宙は直径1センチメートルだった！

ビッグバンで出来た宇宙は直径1センチメートルだった！

上の図はビッグバンから現在そして宇宙の終焉（？）までを図解しています。
ビッグバンによる宇宙誕生は10（-36乗）秒後から10（-34乗）秒後というわずかな時間に、インフレーション理論により急膨張を起こしました。誕生したとき10（-34乗）センチメートルだった大きさが、なんと10（34乗）倍以上にまで一気に膨れあがったのです。僅か直径１センチメートルですが、「無」の状態から比べれば、超巨大な火の玉でした。この火の玉は超高温で素粒子が激しく動き回っているだけで、原子核さえ生まれることができなかったのです。宇宙の膨張が続くことで温度が冷えていき、3分後に水素の原子核（陽子1個）のほかにヘリウム（陽子2個と中性子2個）の原子核がつくられたと考えられています。しかし、電子が原子核のまわりを回れるほど十分に低くはなかったので、当時の宇宙はプラズマ（電離）状態で、電子はまだ自由に飛び回っていました。宇宙の膨張がさらに進み、温度が3000度まで下がると、動きの鈍った電子が原子核に捕まってその周囲を回るようになりました。光は電子の持つ電荷に反応するので、電子が原子核に捕まって初めて真っすぐ飛べるようになりました。この状態を「宇宙の晴れ上がり」と呼ぶそうですが、なんと38万年もかかったのです。この光が現在宇宙を満たしているマイクロ波です。その後、宇宙に存在する強い力、弱い力、電磁波力、重力が形成され、様々な重元素も生まれ現在に至っています。2020年に着工が予定されているハイパーカミオカンデが完成すると陽子の崩壊が観測される予定です。もし、崩壊が起きることが証明されると、陽子は水素の原子核そのものですから、宇宙の終焉も現実味を帯びることになるそうです。