年輪のしくみ
樹木は、太陽の光を浴びてどんどん木質部分を積み重ね、幹を太らせていきます。その形成層の活動は、気温の高まる春から夏にかけて活発になり、秋から冬にかけて働きがにぶくなります。活動が活発になっている時の形成層では、細胞分裂が盛んに行われ、たくさんの細胞が集まります。一方、あまり成長しない時期は、細胞の数が少なくなります。
これらを組み合わせた層が「成長輪」。その成長輪が一年の周期で出来る場合を「年輪」と呼んでいるのです。
日本は、四季の移り変わりがはっきりしているため年輪ははっきりと刻まれます。しかし、赤道付近の年中高温多湿の熱帯雨林地帯では、年輪のないものやはっきりしないものが多く見られます。
しかし、熱帯地域でも乾季と雨季があり季節の変化がはっきりしているところでは、この年輪を見ることができるのです。
さて、年輪と気候との関係を最初に研究し始めたのは、アメリカの太陽物理学者A.E.Douglassさん。太陽にある黒点の動きと地球上の気候と関係しているのではないかと考えた彼は、年輪年代学を確立。1920年代のことでした。年輪を調べ、その周辺地域・年代・樹種別の「年輪データバンク」なるものを作成していくことで、膨大に蓄積されたデータ量から過去の気候変動を探るのです。
1980年代に入ると、年輪の幅の広さを指標として過去の気候を探る年輪気候学も進展していきました。
日本ではちょうどその前後で、土壌汚染や公害による樹木の枯損が社会問題となり、ようやく本格的にこれらの手法を用いた研究が始まりました。
現在では、世界中のあちこちで、環境保全が大きく注目されるようになりました。
年輪学はこれからますます活躍することになるでしょう。
マイクロマシンゾウリムシ
ゾウリのような形をした透明な微生物を， きっとみなさんも教科書の片隅で見た事があるはず。そう，今回ご紹介するのは淡水に住む体長0.2〜0.3mmの原生生物”ゾウリムシ”です。
ゾウリムシは体表にびっしりと生えた繊毛を使い，かなり速い速度で水中を泳ぎ回ります。体長の５倍もの距離を１秒間で移動するのです。ただし，常にランダムに泳いでいるわけではありません。ゾウリムシは電流をかけるとマイナス極方向に動くという「走電性」を持つ事が知られています。
これらの性質に着目して，最近ではゾウリムシを「マイクロマシンに利用できないか」という事が考えられています。
マイクロマシンとは，ミリメートル以下の大きさまで微小化された機械やその仕組みのこと。研究が進めば，コンピュータを使って電場を操作することで，その行動を制御し，人間の手の届かないようなミクロの世界で，ゾウリムシに物を運ばせたりできるようになるかもしれません。
“きな粉”を水に溶いたもので簡単に培養できるという「飼いやすさ」も手伝って，研究者がいまゾウリムシに夢中になっています。
とは言っても，ゾウリムシも生き物。なかなか思い通りに動いてくれないのが，大変だけれどおもしろいところ。
生き物を利用する研究はいま始まったばかりなのです。
宝石の色のひみつ
ルビー、サファイヤはともにラテン語で、赤、青を表します。
この色の違いはなぜ起こるのでしょうか？
赤色のルビーと青色のサファイヤ、見た目はまったく違っても、実はどちらも鋼玉(コランダム)と呼ばれる同じ鉱物なのです。コランダムとは、酸素とアルミニウムとの化合物です。その中に「クロム」という金属元素がほんの2%程度含まれていると、あのルビーの赤色になります。このクロムの量は多すぎても少なすぎてもいけません。
5%を超えると灰色になり、宝石としての価値はなくなります。また、0.1%ではピンク色となり、宝石としての評価も価値も下がってしまいます。微妙なクロムの量により、美しい深紅の色をもつものだけが「宝石の王」とも呼ばれるルビーとなるのです。それ以外の色のものは、サファイヤと呼ばれます。
サファイヤは、コランダムにクロムではなく、酸化チタンや鉄が含まれています。青いサファイヤが有名ですが、含まれる金属元素の種類によっては黄色や緑色のサファイヤが存在します。土台となるコンラダムに微量な元素が加わることで、ルビーやサファイヤのように色が異なってくるのです。
今回はルビーとサファイヤにスポットを当てましたが、採掘する場所によって地中の成分、温度、造山活動などが異なり、多くの天然の宝石が生まれます。科学の進歩により人工的に宝石を合成できるようになりましたが、厳密にいうと天然石のものだけを、宝石と呼びます。
真珠など生物からできるもの以外のほとんどの宝石は、地殻運動などにより非常に長い年月をかけてつくられています。
幾重にも重なる条件を満たしてできる奇跡の産物「宝石」は、私たち人間が行くことのできない地球の深部から届く、地球が生きている証拠だったのですね。
月の模様のふしぎ
月には明るいところと暗いところがあり、日本や中国では昔から暗い箇所の模様を「うさぎ」に見立てています。世界の各地では、蟹や女性の横顔に見えたりもするそうです。
ところで、この模様はなにから出来ているのでしょうか。月にあるクレーターの影が見えているわけではありません。
実は、うす暗い模様の場所は黒い色の玄武岩でできているため、暗くみえていたのです。そして、その他の部分は斜長岩と呼ばれる白い岩石からなっているため、明るく見えるのです。
では、なぜこのようにハッキリと岩石が分布しているのでしょうか。
月は地球の衛星であり、太陽系では5番目に大きい星です。地球からの距離は38万4400kmあり、27日と7時間をかけて地球を一周している。人類はこれまで70機以上の探査機を月に送り込み、12人の宇宙飛行士が月面に降り立っています。
そんな月には、「海」と呼ばれる地形が存在する。しかし「海」には、本当に水があるわけではありません。
実は、月が生まれたころに、隕石の衝突で非常に大きなクレーターが多く形成されました。そして、衝突で内部から噴き出した玄武岩の溶岩が、そのくぼんだ部分を満たして作られたのが「海」なのです。地球上から見上げた時に見えるあの模様には、月の誕生の瞬間が刻まれているんですね。
ちなみに、2007年9月14日に日本初の大型月探査機「かぐや」が打ち上げられました。
アポロ計画に次ぐ大規模の本格的な月探査であり、主な目的は月の起源と進化を解明して、将来の月利用に役立てるためだとされています。月表面の元素や鉱物の種類や量を計り、地下の構造解析や重力場の観測も行った後、2009年6月にその役目を終えて地球の海へと制御落下しました。
今後のデータ解析から発見される月の新たな神秘が待ち望まれますね。
貧乏ゆすりで金持ちになろう
クラスに1人は「貧乏ゆすり」をするやつがいる。女子からはオヤジくさいと嫌われ、視界に入ると気が散って目障りだと、煙たがれるこの「貧乏ゆすり」。実は、日本で本格的な学術研究が行われていたのだ。
貧乏ゆすりとは、「足を高速で振動させる」行為のこと。その行動は縦揺れと横揺れに分類される。
縦揺れは、つま先を基点に太ももを垂直方法に上下する。横ゆれは、股関節を基点として、太ももを水平方向に左右させる運動。一般成人男性では、横揺れを1秒間に平均1～3回、縦揺れだと3～5回ゆするらしい。
貧乏ゆすりをするとダイエットになると一時期ウワサされていたが、実際どのぐらいの運動量になるのだろう。我らがゆるりぃライター「いじっちー」の貧乏ゆすり(縦揺れversion)で計算してみた。
体重58.5kgのいじっちーの足(片側1本)の重量を、体重の6分の1の9.75kgとする。縦揺れの移動距離は4cm。振動数を1秒間に4回(＝4Hz)とする。これらの3つの条件から、1秒間の運動エネルギーは、
9.75[kg]×0.04[m]×9.8[重力加速度]×4[Hz]＝15.288[J]
これを1時間行った場合、
15.288[J]×60×60＝55036.8[J]
カロリーに換算すると、
55036.8[J]×0.24[J・cal換算係数]＝13208.832[cal]≒13[kcal]
つまり、いじっちーが1時間貧乏ゆすりをしたとしても13[kcal]しか消費しないのだ！実際には基礎代謝に使うエネルギーもあるので、大体40[kcal]前後の消費になるらしいのだが。
それにしても少ない。ガム1粒分のカロリーしか消費出来ないくせに、周りにウザがられたり迷惑をかけちゃうのは、あまりにも損ではないか。
ところがこの「貧乏ゆすり」、脳のストレス解消やクリエイティブな発想を生みだすのに貢献するという。ヒトは五感から得た情報を脳で結びつけて処理するのだが、自分の既存イメージと現実世界にズレが生じるとストレスを感じる。
このとき、貧乏ゆすりという「振動」が「発電機」の役割を果たし、脳に新たな刺激を与えるらしい。ペン回しなどにも同様の効果があるとか。(詳しくはこちら)
なるほど、脳の活性化のために「貧乏ゆすり」は必要なのかもしれない。実は、我らが幻のライター「やなぎ」がゆるりぃ1番の貧乏ユスリートなのだ。彼はきっと初記事でおもしろいことを書いてくれるはず。期待しよう☆
