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地球深部の過酷な環境を再現することで、化石燃料の構成成分である炭化水素を無機物のみから生成することに成功したという。現在世界中にある油田のはるか地下深くには無機物に由来する化石燃料が大量に埋蔵されているという学説はこれまで異端視されてきたが、今回の実験成功によってその信憑性が高まるかもしれない。
ただ、そうした化石燃料が存在するとしても、商業利用をまかなうだけの量には達しないだろうと指摘する専門家もいる。 現在採掘されている油田は、地表からわずか5〜8キロメートルの深さにあるものが大半を占めている。 だが、スウェーデン王立工科大学のウラジミール・クチェロフ氏らが研究対象としてるのは、深さ65〜150キロメートル付近にある上部マントル層である。有機物が存在しないこの上部マントル層で、化石燃料が生成されるかどうかを実験によって確かめようとした。実験の原料には、天然ガスの成分の1つであり、過去に実験室で水と鉱物だけから合成したメタンを使用した。 そして、マントル層と同じ環境を再現するため、2つのダイヤモンドの間でその人工合成メタンを2万気圧以上にまで圧縮し、レーザーを用いて約1200度にまで加熱した。当然、圧縮と加熱の持続時間は実際の環境よりも大幅に短縮せざるを得なかったが、それでもこうした条件の下で、エタン、プロパン、ブタン、水素、および黒鉛（グラファイト）の混合物が、メタンから生成された。 これについてクチェロフ氏は、「天然ガスとほぼ同じ組成を持つ炭化水素の混合物が人工的に合成されたことになる」と語る。 さらに、人工生成されたこれらのエタンからは逆に、同温同圧下でメタンが生成された。こうした可逆反応が確認されたことから、マントルの深部では炭化水素の循環生成が行われている可能性があるとクチェロフ氏は指摘する。 地球深部では鉱物と水のみから石油が生成されているという学説は、1950年代に旧ソ連の地質学者らが初めて提唱したもので、以来数々の議論を巻き起こしてきた。研究者の中には、こうした石油が地表付近に移動することで、世界中の油田に石油が供給されているのではないかと考える学者もいる。そして今回新たにこの学説の実証に挑戦したのが、クチェロフ氏らの研究チームだ。 2004年に地球深部とほぼ同じ条件下で大理石から無機的なメタンの生成に成功したインディアナ大学サウスベンド校のヘンリー・スコット氏は、メタンからエタンやプロパンなど炭素数が2以上の炭化水素を生成できたことについて、「大きな前進」だと評価する。 つまり、クチェロフ氏らの結果を見るかぎり、地球深部では無機物から炭化水素が生成されている可能性が高くなった。ただ、無機物から生成される炭化水素の量が、商業目的に利用される石油やガスを十分まかなえるのかについてはいささか疑問が残るとスコット氏は指摘する。「現時点ではっきり言えるのは、人類が大量に消費している化石燃料は動植物の死骸から生み出されたということだけだ」。 National Geographic
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サイエンス
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未熟児として生まれたニュートンは知の巨人へと成長し、重力、光、運動、数学などの重要な発見により現在も大きな存在感を放っている。
言い伝えでは、ニュートンはリンゴが落ちるのを見て、なぜ横や上でなく真下に落ちたのかという疑問を抱いたことがきっかけで、1665年または1666年に重力理論を完成させたとされる。 「リンゴが落下し、我々が地球から振り飛ばされない原因となっている力が、月や惑星が公転する原因となっている力と同じものだということをニュートンは示した」と説明するのは、ニュートン自身もかつて会長を務めたイギリスの国立科学学士院である王立協会の現会長マーティン・リーズ氏だ。 イギリスのミルトン・ケインズ市に本拠を置くオープン大学の数学史家ジェレミー・グレイ氏は次のように評価する。「ニュートンの重力理論では、GPS衛星は作れなかっただろうが、宇宙旅行を実現するには十分だった」。 ◆ニュートンは劣等生だった？ アイザック・ニュートンは、1643年1月4日にイングランドのリンカーンシャー州にある小さな村で生まれた。予定よりも2〜3カ月早く生まれたため、1リットル程の器に収まりそうなくらい小さな赤ん坊だったと母親は語っていたという。子どもの頃から実験好きで、ネズミが走って回し車を回すと実際に粉が挽ける小さな粉挽き機などの模型を造って遊んでいた。 ニュートンは、1661年にケンブリッジ大学に入学した当初は優秀な学生とはいえなかった。 1665年、腺ペストの流行で大学が一時休校となり、ニュートンはリンカーンシャーの実家に戻って2年間を過した。落ちるリンゴを見てひらめいたのはこの時で、後にニュートンはこの期間を“創造的休暇”と呼んでいる。 独りで研究するほうが向いていそうなニュートンだったが、1667年にケンブリッジに戻り、1696年まで数学教授などを歴任した。 ◆“万有引力の発見者”にとどまらない 重力の解明は、数学と科学の分野におけるニュートンの功績の一部にすぎない。数学では微分積分学にも取り組み、ドイツの数学者ゴットフリート・ライプニッツとほぼ同時期に微分法と積分法を開発した。これらは現在でも数学者や科学者にとっての基礎知識である。 同時に光学にも関心を持っていたニュートンは、白色光は虹を構成するすべての光の色の混合色であるという説を発表し、後に正しいことが証明された。この説により、当時の望遠鏡で色が不正確に再現される「色収差」の原因も明らかになった。 色収差を解消するために、ニュートンはガラスのレンズに鏡を組み合わせた望遠鏡を設計した。この新開発の望遠鏡はすべての色を1つの点に集中させることが可能で、それまでの望遠鏡よりも鮮明で正確な像を得ることができた。この反射望遠鏡の仕組みは現在でもハッブル宇宙望遠鏡を始めとして広く採用され、天文学を支えている。 落ちるリンゴからヒントを得たニュートンは3つの運動法則を発見した。彼自身の言葉を借りれば以下のようなものだ。 【慣性の法則】 すべての物体は、力を加えて強制的に状態を変化させない限り、静止状態や等速直線運動の状態を保とうとする。 【加速度の法則】 力は単位時間あたりの運動量（質量×速度）の変化率に等しい。質量が一定なら、力は質量と加速度を掛けたものに等しい。これは「F = ma」という有名な公式で表される。 【作用・反作用の法則】 すべての作用には、大きさが等しく方向が逆の反作用が存在する。 1687年、ニュートンは研究成果を『Philosophiae Naturalis Principia Mathematica（自然哲学の数学的諸原理）』という本にまとめた。この本は一般に“プリンキピア”と呼ばれている。 オープン大学の数学者ロバート・ウィルソン氏は同大学のWebサイトで次のように書いている。「ニュートンは『プリンキピア』によって有名になった。読んだ人は少なく、理解できた人はもっと少ないが、偉大な業績だということは誰にでもわかった。約200年後に発表されたアインシュタインの相対性理論もその点で似ている」。 ◆“人間的な魅力”には欠ける 数々の発見を成し遂げたニュートンだが、人にはあまり好かれなかった。特に造幣局長官と下院議員を務め、宗教についての書物を著した晩年は人に疎んじられた。 「ニュートンは人間的な魅力に欠けていた。子どもの頃は孤独を好み、成長してからはうぬぼれと復讐心が強く、王立協会の暴君としてライバルを盛んに妨害した」と王立協会のリーズ氏は明かす。 イギリスのケンブリッジにあるアイザック・ニュートン数理科学研究所の所長デイビッド・ウォレス氏は次のように付け加える。「ニュートンは複雑な人物で、金属を金に変える方法を探る錬金術も研究していた。また造幣局長官としては貨幣の偽造犯を死刑にするという非情さも見せた」。 1727年、アイザック・ニュートン卿は睡眠中に84年の生涯を閉じた。壮麗な葬儀が行われ、ロンドンのウェストミンスター寺院に埋葬された。 National Geographic
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この新説は、最近になって地球の深部から原始の状態のクリプトンとキセノンという元素が収集されたことを受けて唱えられている。収集された元素が、太古の隕石と同じ同位体組成だったのである。
研究プロジェクトを率いた、イギリスにあるマンチェスター大学のクリス・バレンティン氏は、「この発見で火山説は一掃される」と語る。 この研究によると、われわれが呼吸している大気中のガスの大部分は、原始太陽系星雲というガスやちりの雲からもたらされているという。太陽や惑星の基になったこの雲が、まだ若かった地球の引力にとらえられた後、地球内部へと入り込んだ。そして長い年月を経て火山から噴出し、地殻の裂け目から漏出したのだ。 「たしかに火山からもガスが噴き出したのは事実だが、地球の大気形成に大きく貢献するほどの量ではなかった」とバレンティン氏は述べている。 同氏らのチームがクリプトンとキセノンに注目したのは、ほかの元素と化合することが少ない希ガスという不活性な元素だからである。クリプトンなどの希ガスの大半は、地球に到達した時点からほとんど姿を変えていないため、初期の地球の状況を正確に調べる助けとなる。 研究チームは調査結果に基づき、大気の生成について次のように主張している。「45億4千万年前の地球誕生の直後に、ガスと水を豊富に含んだ複数の彗星が衝突して生成されたのではないか」。 この彗星の襲来時期は、内太陽系（木星より内側）に彗星群の大規模な衝突があったとされる後期重爆撃期と一致するかどうかはわかっていない。海洋を形成したのがこのような彗星の集中砲火だった可能性は以前から指摘されている。 専門家らによると今回の研究では、「彗星は、生命の源となる物質を生息可能な領域へ運ぶ役目を果たしている可能性もある」と指摘されているという。 「彗星のような氷の天体が、星系辺縁部から水や揮発性物質の少ない岩石惑星が周回する領域へと運ばれる。そのような、2つの惑星領域を非常に効率よく行き来する軌道プロセスがあることがわかってきた」と研究を率いたバレンティン氏は話している。 アメリカにあるミネソタ大学の大気学者ロバート・ペピン氏はこの研究には関わっていないが、次のように評価している。「今回の研究データは見事なものだ。だが、ここから結論を導くのは時期尚早だろう。初期の地球が原始太陽系星雲から得たガスを蓄積していたのが事実だとしても、それを内部に圧縮して取り込めたのかどうかはわからない」。 National Geographic
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2007年夏、北極海の氷は史上最小レベルまで減少した。今後10年で、夏期の北極の氷は消失するという見方もある。調査によれば、北極の氷の消失で引き起こされる問題は北極海域の時化（しけ）だけではない。北半球全体の気象パターンにも大きく影響する。氷に頼って狩りや子育てをするホッキョクグマも絶滅の危機に追いやられている。だが一方で、海運や資源開発といった事業には寄与している部分もある。
気候変動は、この10年ではっきりとその影響力を現しつつあるのだ。 氷の融解や干ばつ、春の早期到来、さらにホッキョクグマの減少やカエルの絶滅は、地球に対し、世界的な温暖化が既に影響力を行使しつつあることを示している。 ワシントンD.C.を拠点とする国際的な非営利環境保護団体のピュー慈善財団で責任者を務めるジョシュア・ライカート氏は次のように話す。「近年、兆候は世界中で認識され始めている。多くの人々が、気候変動を引き起こしたのは人間であるという事実を受け止めている。温室効果ガスの排出を抑制しなければ、自然だけでなく人間にとっても絶望的な未来が待っていると考え始めたのだ」。 温室効果ガスの排出量を抑制しようと、風力から犬の排泄物にいたるまで再生可能エネルギー資源の研究や投資が世界各地で進んでいる。2009年に行われた国連環境計画（UNEP）の調査によると、水力発電やバイオ燃料などに対する2008年の投資額は全世界で1550億米ドル（およそ13兆円）に上るという。これは2004年の4倍にあたる数字だ。 1997年、「Nature」誌に掲載された研究で、自然は、湿地による浄水機能から食糧、娯楽など17項目にわたって毎年33兆米ドル（約3000兆円）もの資源を人類にもたらしているという結果になった。 「だが、この研究結果の大部分は無視された」。ノースカロライナ州ダーラムにあるデューク大学の生物学者で今回の研究に参加したスチュアート・ピム氏は話す。「この研究から10年以上が経過した。だが、われわれが話題にするのは、森林伐採に起因する二酸化炭素排出量の削減といった開発途上国の取り組みへの投資額が数百億ドルに達するといった費用の面ばかりだ」。 ただし、先進国の一部にはこのメッセージが届いたようだ。「この10年で、森林保全への取り組みは盛んになりつつある」と前出のライカート氏は述べている。 例えばカナダでは、5060万ヘクタール以上の森林を保護地域に指定している。この面積はカリフォルニア州より広い。アメリカでも、2370万ヘクタールにおよぶ未開拓地を保護するとの公約がクリントン政権末期に発表され、それ以来さまざまな取り組みが行われている。 ライカート氏によると、最近ではアメリカ国内の80万ヘクタール以上の地域が新たな自然保護地域に指定された。「この10年は、海洋の保全活動が前進した時期でもある」と同氏は言う。過去5年間で、世界最大規模の海洋保護区が2つ確立された。太平洋の北西ハワイ諸島にあるパパハナウモクアケア海洋ナショナル・モニュメントとマリアナ海溝海洋ナショナル・モニュメントだ。2つの保護区は合計でおよそ60万平方キロにおよぶ。 しかし、すべきことはまだ多く残されているとの主張もある。「森林や草原、湿地など、数々の自然がいまだに破壊され失われ続けている」と世界自然保護基金（WWF）アメリカの副代表ビル・アイヒバウム氏は主張する。 「たしかに、飲用や灌漑（かんがい）用、工業用に回せる水に限りがある事実は、この10年で一般に広く認識されるようになった。だが需要が増え続ければ、水資源は危機的な状況に追い込まれる。いずれは人間だけでなく自然環境の存続も危ぶまれるほどの深刻な問題に発展するだろう」。 アメリカのニューメキシコ州ロスルナスに本拠を置く環境団体「世界水政策プロジェクト（GWPP）」の責任者でナショナル ジオグラフィック協会フェロー会員でもあるサンドラ・ポステル氏は、干ばつの増加を予測している。 同氏によると、河川が干ばつによって海まで到達する前に枯れてしまうという事態が世界各地で起こっているという。さらに、世界でも屈指の農業大国であるインドや中国、アメリカ、パキスタンで、農業用地下水が枯渇しつつある。 「つまり、水資源の乱用によってかろうじて維持される食糧経済など泡のようにはかないもので、はじけて消える日がいずれは訪れるということだ」と同氏は警鐘を鳴らしている。 National Geographic
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人間とショウジョウバエの化学経路は類似しているため、今回の発見が、依然として不明部分が多い人間のアルコール依存症に関する遺伝子レベルの研究や、新しい治療法の開発に貢献すると研究チームは期待している。
ショウジョウバエは、主に繁殖率が非常に高いといった理由から、遺伝子実験でモデル生物として広く利用されている。中毒症状やアルコール耐性についても、ショウジョウバエを使った実験を通じて研究が進められてきた。 今回の最新研究は、常習化した中毒症状に照準を合わせている。研究チームの一員でアメリカにあるカリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）で神経科学を専行する大学院生のアニタ・デビネニ（Anita Devineni）氏は次のように話す。「中毒症状のような薬物依存の根源にどのような遺伝子が働くのか解明できるように、今回はさまざまな条件の下で詳細な観察を行った」。 研究チームはハエに2種類の液状食を与えた。一方にはアルコールの一種のエタノールが含まれている。エサの選択に関しては何の制限も設けなかったが、1日に1度しか補充しなかった。 すると、ハエはアルコール入りのエサの方を好み、ますます欲しがるようになった。時間が経過するにつれてアルコール入りを選ぶ回数が増加していったのである。 中毒症状の程度を調査するため、研究チームは2つ目の実験として、アルコール入りのエサにショウジョウバエが嫌う化学物質を混入した。しかし、ハエはそれでも飲み続けた。 さらに、3日続けてアルコール分を抜いたエサを与えた。およそ1カ月間というハエの寿命を考えれば、相当な長期間といえる。 しかし、再びアルコール入りのエサが出た途端、ハエは酒飲みに戻り、禁酒以前と変わらない極端な水準で摂取し始めたのである。この行動は、禁酒後にアルコール依存症が再発した人間の症状と非常によく似ているという。 研究チームの一員でカリフォルニア大学サンフランシスコ校の生化学者ウルリキ・ヘバライン（Ulriki Heberlein）氏は、「再発時の行動は生物学的プロセスによって制御されていると考えられ、このプロセスはハエと人間の両者で共通している可能性がある」と話す。 研究チームは、再発の根源を成す遺伝子の特定を次の目標としている。こういった研究を通じて、アルコール依存症患者がアルコールを永久に断つための薬物療法の道が開ける可能性がある。 National Geographic
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