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ブログ - 天と地にある物事を想い巡らすサイト!よろず放談

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ハイブリッドがついに空まで?

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年12月01日(金)

ハイブリッドがついに空まで?

ここ45年で特に広く知られるようになったハイブリッドという言葉。この言葉が一般に広まったのは車の貢献度が高いと思います。トヨタのプリウスと言えばハイブリッド車と子供でも思い浮かべるくらい知名度があります。しかし大衆に使われているもので最も多いのは、電動自転車ではないでしょうか?乗り物の世界に焦点を当ててみると、CO2排出量の削減という世界的な動きに対応することと、化石燃料への依存を減らすことを目的として、自動車産業はハイブリッド車、さらには電気自動車への挑戦を続けています。陸上を走るもので最大なのは電車ですが、これは既に電化が進んでいます。地上以外では、海洋に浮かぶ船舶と空を飛ぶ飛行機が注目されるところです。アメリカの空母や潜水艦には既に原子力が使用されていますが、主流は依然として化石燃料です。やがて船舶もハイブリッド化の時代が来るのでしょうが、現時点では見えていません。そうした中、空の飛行機の世界で変化が出てきました。フランスのAirbus、ドイツのSiemens、イギリスのRolls-Royceが共同でハイブリッド飛行機の開発に取り組むことになりました。「E-FanX」と称するハイブリッド旅客機は従来型ジェットエンジン3基に加え、電動ターボファンエンジン1基を搭載したもので、2020年までには実験機を飛行させる計画です。これがうまくいけば、ジェットエンジン2基と電動ファンターボエンジン2基にする可能性があるということで、ジェットエンジンの故障による墜落というリスクが大幅に減るかもしれません。期待して待ちましょう!

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メタンハイドレード(略称メタハイ)は日本のエネルギー自給率(約7%)を解消できるのか?

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年11月30日(木)

メタンハイドレード(略称メタハイ)は日本のエネルギー自給率(約7%)を解消できるのか?

純国産エネルギー資源として期待されているメタハイ、注目されてから既に20年以上は経っています。メタハイとはそもそもどんなもので、研究開発の現状はどうなっているのか、調べてみました。

メタハイは水分子とメタンガス分子から成る氷状の個体結晶です。氷分子の“かご”の様な分子構造が特徴で、メタンガスの様な小さな分子を中に閉じ込めることが出来ます。メタンは、現在は油田やガス田から採掘され、天然ガスの主成分として都市ガス、発電燃料、天然ガス車、燃料電池などに利用されています。

メタハイが発生するには2つの条件が必要で、それらは「高い圧力」と「低い温度」です。日本には2年以上凍結している”永久凍土”はないので、メタハイを求めるには日本周辺の深海が対象になります。これまでの調査では、南海トラフ(東海地方沖から宮崎県沖)の北側に最大4兆2000億立方メートル、南海トラフの北海道周辺海域に6兆立方メートルのメタハイが存在すると言われ、これが事実とすれば、日本の天然ガス使用量の100年分に相当します。

日本近海に存在するメタハイはその状態によって3種類に分類されていますが、現在技術開発が主に進められているのは、砂層の砂粒と砂粒の孔隙に存在する「砂層型」と呼ばれるメタハイです。これを選択した理由は、既存の石油・天然ガスの生産技術や設備を活用できる可能性が高く、コスト面で実用化への近道とされているからです。メタハイからメタンガスを取り出すには、メタハイの特徴である高圧を下げるか、高音にするかなどの方法がありますが、現在は「減圧法」での技術開発が進んでいます。

2001年に経済産業省が主体となり、開発計画を実行するコンソーシアム(MH21)が組織され本格的な開発が始まりました。その後、探査や陸上試験を中心とした「フェーズ1」、海洋産出試験や詳しい資源量調査を実施した「フェーズ2」を経て、現在は、将来の商業化を見据えた技術開発や海洋産出試験を実施する「フェーズ3」の段階まで来ています。2019年3月まで海洋試験のデータ分析などを行い、より長期にわたって効率的、安定的に生産する方法を検討することになっています。これから約10年後には、民間企業が主導する商業化のためのプロジェクトがスタートする予定ですが、先は長いですね。

最大の問題は探掘と輸送に関わるコストです。井戸を掘れば勝手に吹き出す既存の油田や天然ガスに比べると、現状では20倍ほど高くなってしまいます。従い、近未来にメタハイがエネルギー原料の主要資源になることはなさそうですが、仮に、将来日本が海外からエネルギーの供給を受けられなくなった時には絶対に必要な資源なので、開発速度も上げながら、商業化を目指してプロジェクトを進めて行かなければなりません。

幻想的な姿を見せるオーロラ!

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年11月25日(土)

幻想的な姿を見せるオーロラ!

画像はアラスカのブルックス山脈に現れたオーロラです。オーロラのてっぺんが爆発して地域全体に広がったところです。皆さんもよく知っている通り、オーロラは太陽の活動で生じる電気を帯びたプラズマ上の粒子(電子や陽子)が、太陽風となって地球に送られてくることで発生します。送られてきた太陽風は限られた地域で、酸素原子や窒素分子と衝突して光を出し、幻想的な光のカーテンのように見えます。オーロラを観賞できるのは、北極圏と南極圏に限られていますが、これは太陽風の特性と地球の磁力線が関係しています。太陽風は地球の磁場(磁力線で作られている)を横切ることが出来ないので、日本も含め赤道により近い地域では、まるで磁場が太陽風を防御している状態です。唯一、北極及び南極圏では磁力線自体が両極に垂直に向かうようになっているので、太陽風が入って来れるのです。

【はじめての補聴器】サイトの中に掲載された「調整に必要な機能群・指向性」の解説の中で、フィギュア8という8の字の形をした指向性のパターンを解説していますが、この形が地球の磁場構造と似ているので面白いと思いました。但し、8の字のクロスするところが、オーロラでは北極と南極圏で太陽風が入ってくるのですが、補聴器ではその方向の音がブロックされてしますので クロスする場所の意味することは逆になります。

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葉巻型惑星「オウムアムア」太陽系に接近!

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年11月24日(金)

葉巻型惑星「オウムアムア」太陽系に接近!

ハワイ大学研究チームが次世代望遠鏡「パンスターズ」を用いて発見し、「オウムアウア」と名付けられた惑星は、全長400m~800mの葉巻型をしていて、時速約13万8000キロの速度で太陽系に向かっているとのことです。一瞬、ついに地球に惑星が飛来するのか?と考えてしまいそうですが、研究チームが計算したところによると、来年の5月には木星を超えて、2019年の1月には土星の軌道の外側に向かうので、地球には来ないようでひとまず安心です。

一体どこから来たのだろう?と、研究チームが計算したところによると、こと座で最も明るい恒星ベガに近いところから飛んできているようなのですが、この惑星がその場に存在していたであろう約3万年前にはベガがその場所にいなかったので、この惑星のルーツは解明されていません。タイムトラベルをしているような話です。

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黒潮大蛇行と雪景色!

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年11月22日(水)

黒潮大蛇行と雪景色!

今年の9月29日に気象庁が発表したところによると、黒潮大蛇行が12年ぶりに発生したそうです。さらに11月8日の発表では、この黒潮大蛇行がさらに拡大しているとのことです。

そもそも南からの温かい海水の流れである黒潮は幅が100メートルほどあって、秒速2.5メートルで流れています。毎秒2000万ドンから5000万トンの温かい海水が日本付近に運ばれてくるので、日本は温暖な気候になっているのです。

気象庁は黒潮の流れを3段階に分類して状況を観察しています。分類1は非蛇行期間(日本の太平洋側に接岸している状態)、分類2は非蛇行期間(東海地区などで部分的に離岸している状態)、分類3は大蛇行期間(四国から関東までかなり離岸している状態)となっています。

大蛇行が発生すると様々な現象が起こります。最近、近海漁業の水揚げが落ちていて魚の価格が上がっていると報道されています。イワシやカツオなどの回遊魚が、大蛇行の影響で、例年の漁場から離れてしまっているのです。

大蛇行は大気中の低気圧と同様に渦を巻きます。中心部は海面が低く、周辺部が高くなるので、周辺部になる太平洋沿岸地域の水位が上昇し、低地では浸水の可能性があります。さらに中心部では下層にある冷水が上層に向かって上がってくるため、日本付近の気温が全般的に低下して、局地的な気象変化が起きると想定されます。

過去に発生した大蛇行期間と積雪の関係を調べると、かなりの確率で相関関係があるようです。今年の冬は例年よりも寒く、東京でも積雪が何度か起きるかもしれません!

恐竜が絶滅した原因が隕石の地球衝突と何故わかったのか?

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年11月13日(月)

恐竜が絶滅した原因が隕石の地球衝突と何故わかったのか?

アメリカの地質学者であるアルバレス親子らが、1980年に発表した論文により、約6550万年前の地層に、地球上ではあまり存在しないイリジウムが集中的に堆積していて、さらにその理由は、直径10kmほどの隕石が地球に衝突したためと指摘されました。この発表から、隕石の地球衝突説が注目されて、その後の調査が開始されたのです。

1986年には、ニューメキシコ州にある同じ年代の地層で、植物の化石から当時の極端な気候変動と植生の影響が示され、隕石の衝突(インパクト・ウインター)仮説が提唱されるようになりました。

 1991年には、メキシコのユカタン半島にあるチクシュルーブに残るクレータが原因ではないかとの有力な論文が発表され、その後の調査によって原因がほぼ確定したのです。

この隕石の衝突でもたらされた衝撃は、核弾頭4万発分くらいのエネルギーに相当し、周囲1000km以内の生物はほぼ死に絶え、巨大な津波が世界中に到達したと推測されています。

最近の研究によると、最も大きな影響を与えたのは、隕石が堕ちたことにより岩石や土に含まれる炭化水素が燃焼し、そのススと硫酸塩エアロゾルが大気中に放出され、それによって極度の寒冷化と乾燥が起こったことと推測されています。さらに、岩石や土の中に含まれる炭化水素の量は、生物由来の有機物が多い沿岸部に、多く堆積していることも証明されています。

チクシュルーブという場所は、まさに炭化水素が最も多く含まれている場所だったようで、最大の影響を引き起こしてしまいました。沿岸部ではない大陸内部に堕ちていたら、現在も恐竜は存在しているかもしれません!

2つの中性子星衝突と重元素の放出!

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年10月19日(木)

2つの中性子星衝突と重元素の放出!

およそ1億3000万年前に、2つの中性子星(死んだ星)が衝突した結果、大量の重元素(金、プラチナ、ネオジム等)が放出されたことに、世界の天文学者が興奮しているそうです。

1916年にアインシュタインが予言した重力波は、1974年にその存在が確認されましたが、実際に重力波を捉えるのは2016年迄待たなければなりませんでした。極小の重力波を感知するために建設されたLIGO(レーザー干渉計重力波天文台)が、ブラックホールの合体によって生じる重力波を確認し、これに関わった科学者たちが今年のノーベル物理学賞を受賞しました。ブラックホールの合体により重力波が発生しても、そこを観測しても何の痕跡も残らないのですが、約2カ月前に銀河「NGC4993」で生じた衝突で発生したのは、重力波だけでなく、電波からガンマ線迄あらゆる波長域で観測ができたそうです。特に、ガンマ線は中性子星の衝突によって生じると考えられているので、中性子星の衝突と天文学者たちは考えています。さらに、その裏付けとして、今回の衝突により放出された破片には、地球1万個分の貴金属が含まれていることが確認されています。重元素の起源については、これまで長く議論されてきましたが、今回の観測によって謎が解明されるかもしれません!

ドローンタクシー!

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年10月07日(土)

ドローンタクシー!

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フランスのAIRBUSが、4人乗りでバッテリー駆動のマルチコプター型のドローンタクシーを開発中で、2023年にもサービスを開始するそうです。その第1段階として、2018年にも初飛行を予定しているとか!最高速度120Km/hで飛ぶので、渋滞を避けるためにはもってこいのタクシーになりそうです。その他にもUberやダイムラーが出資しているVOLOCOPTERが同様のものを開発中らしいので、2020年代はドローンタクシーが飛び交う時代になるかもしれませんね!

 

世界遺産、ジャイアンツ・コーズウェイ!

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年08月20日(日)

世界遺産、ジャイアンツ・コーズウェイ!

伝説の巨人、フィン・マックールが造ったという伝説のある、北アイルランドのジャイアンツ・コーズウェイ。世界でも十指に入る奇景として有名で世界遺産に登録されています。およそ8kmの海岸線に亘り、大小の6角形の石柱が並ぶ光景はまるで現代アートのよう!訪れる観光客が皆、わが目を疑うような感覚になるそうです。このような奇景を造り上げたのは巨人ではなく、実は、長~い歳月をかけた自然のパワーでした。およそ6000万年前に起こった地殻変動により、この地にマグマが流れ出しました。約1万5000年前になるとこの地域は氷河に覆われてしまいました。その後長い歳月をかけて氷河が溶岩台地の表面を削り、現在のような石柱が広がるエリアを造り出したそうです。チャンスがあればぜひ行ってみたいと思います!

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補聴器以外情報 【小惑星、地球に接近】

カテゴリ: 科学、自然 公開日:2017年08月15日(火)

補聴器以外情報 【小惑星、地球に接近】

欧州宇宙機構(ESA)が発表したところによると、今年の10月に「TC4」と名づけられた長さ30メートル未満の小惑星が、地球から約4万4000キロまで接近して通過するらしいです。この小惑星は2012年10月にも接近したが、その時は約倍の距離があったらしいので、今回はさらに接近することになります。今回は、地球から約3万6000キロを周回している静止衛星とのニアミスもありうるということで、現在南米チリにある巨大望遠鏡がこの小惑星を追跡しているとのことで注目です。

 

映画アルマゲドンやディープインパクトで有名になった小惑星や彗星の地球来襲に対し、NASAが検討している事の一つがDART(Double Asteroid Redirection Test)と名づけられたミッション。これまでの計画構想段階から設計段階に進むことが発表されました。双子の小惑星ディディモスの中で、小さいほうのディディモスB(直径約160m)に冷蔵庫程の宇宙船を秒速6kmで衝突させて、小惑星の軌道を修正させるアイデアだそうです。第一歩のレベルなので、岩石でできた160mのディディモスBに対し、軌道修正させるために必要な知見を蓄積する目論見の様です。但し、これが実行されるかどうかはまだ決まっていないそうです。