2022-09-30
地球の元素は鉄が最も多いのはなぜ？
「鉄は人類文明にとって不可欠な 素材であるとともに、地球上の生物が進化し、生き続けるうえで欠かせない金属である」についての記事がありましたので紹介します
地球の中心に近い核の大半は鉄で構成されており、内核は個体である一方、周囲の外核は液体の状態であることなどがわかっています。そして地球の元素別重量構成割合は 鉄（35％）酸素（30％）ケイ素（15％）マグネシウム（13％）となっており、鉄の割合が一番多くなっています。当然、豊富にある物質を利用するのが最も自然の摂理に合致しています。
又、先日TVで鉄分不足が体調不良を起こす放送もあり、
「なぜ鉄が最も多いのか？」「“生物”も進化させる鉄」について調べました。
『鉄―137億年の宇宙誌』展について 』より一部転載します。
【なぜ鉄が最も多いのか】
鉄は全ての元素の中で，最も原子核が安定している そのため恒星の内部で元素が核融合を繰り返し，原子番号が大きな重い元素が作られていっても，鉄よりも重い元素は形成されない．つまり恒星の内部における核融合の最終到達地は「鉄」なのだ．鉄より重い元素は，超新星爆発など他の要因で作られるが，その量は鉄を超えることはない．
これは宇宙の中で鉄の存在度が高いことを，無理なく説明できる．そして，その鉄が多く集まった天体が地球なのであろう．さらに言えば，鉄は安定した原子核を持つために，26個という多くの陽子を獲得したが，それと釣り合うために26個もの電子をもつこととなった．ここで電子は好き勝手な軌道を取って原子核の周りに存在できるわけではない．鉄の持つ26個の電子の一部は，M殻と呼ばれるところ(特に3d軌道)に中途半端な形で取り込まれることになるのだ．これこそ，安定なエネルギーの状態が複数存在しうるなど，鉄が物理化学的に重要な特徴を示すようになった原因である．
その特徴を最大限に利用したのが生命体であり，人類であるのかもしれない．
鉄は最も安定した原子核を持つ特異な元素であり，それゆえ宇宙における存在度が相対的に高くなった．その鉄がある程度集まったからこそ，地球という星が生まれた．鉄は地球深部で溶融して磁場をつくりだし，そのおかげで地球表層が生命にとって安全な環境となった．そして地球表層で生命が生まれたが，ほとんどの生命は，鉄がその原子核に対応して持つ独特の物理化学的性質に依存している．鉄に依存した生命体の１種である人類は，その物理化学的性質を発展させ，現代文明を築いたのだ
【“生物”も進化させる鉄】
より転載します
人間にとって、ごく微量の金属元素は不可欠だ。それらの金属はタンパク質の中で、特定のアミノ酸と結び付いたり、さまざまな生化学反応の触媒として作用している。その一つが、タンパク質と銅、亜鉛、マンガンなど が結びついた「SOD（スーパーオキシドジスムターゼ）」 と呼ばれる酵素だ。 生物にとって必要不可欠な酸素は、高いエネルギーを 生み出す一方で、あまり多いと細胞組織まで傷付けてしまう活性酸素の毒性は有名だ。活性酸素は、「SOD」に よってまず過酸化水素（H2O2）に分解され、さらに鉄とタンパク質とからできている「カタラーゼ」という酵素 によって水と酸素に分解される。鉄は、タンパク質と結びつくことによって酵素を形成し、鉄単体での100億倍も の過酸化水素処理能力を持つようになるのである。こうした酵素を多く持つほど、生物としての寿命も長くなる
生物の進化において鉄は、体内の酸素をエネルギーとして有効利用すると同時に、余分な活性酸素を無害化するといった、一見相反する２つの大きな役割を果たして きた。 有史以来、最初に人間は、酸化せず単体で見つけやすい「金」を発見し、その後、「銅」「鉄」という順番で道具として利用してきたが、生物の進化はその逆だ。鉄、 銅、マンガンという順番で体内に採り入れ、新たな機能 を獲得してきた鉄は人類文明にとって不可欠な 素材であるとともに、地球上の生物が進化し、生き続けるうえで欠かせない金属です。
以上です
何が重力を引き起こすのか？ 重力は反発する
引力だけで惑星軌道が決まっているならば、距離の二乗に反比例するので、少しの軌道のズレで距離の二乗に反比例した大きな力の変化があり、引き合っていた他の惑星に引き込まれる軌道になるか、または、楕円軌道の接線方向に飛び出してしまう。
これらが安定的な軌道になるためには、引力と斥力は同時に働いており、軌道のズレに対して、それを基に戻すような力が働くと考えるほうが整合する。そうすると、重力と言われているものは、引力と斥力が相殺しながら表出する力の差であり、見かけの力だと考えることが出来る。
また、重力・電気力・磁力の作用形態は、その式からしても同じ構造をしている（例えばC×ab/r^2）。これらから、電磁気の力が宇宙の構造を決めているという電気的宇宙論はその足掛かりになるのだと思う。
気候変動対策：脱炭素は、根本から市場に絡めとられている！？
気候変動対策として、昨年のCOP２６で化石燃料（石炭、石油、天然ガス）への圧力が増し、日本では国も民間企業も様々な対策へと動いています（ZEB（リンク）ZEH（リンク ）他）。
そしてCOP２６終了後の年明け早々、天然ガスと原子力は再生可能エネルギーの補助として認める動きへ、急遽欧州は転換しました（EUの脱炭素タクソノミー）。
その後のロシアのウクライナ侵攻を契機に、欧州へのパイプラインによる天然ガス供給停止。そして天然ガス料金が高騰。欧州は今年の冬は寒くて越せないのでは・・との意見も多くなりました。そして、遂に安い天然ガスで発電していた欧州の電力会社が経営破綻へ。更に（「エンロン破綻」を上回る“ヤバい危機”になる…! プーチンが招く「経済ショック」で、間もなく「追い証地獄」がやってくる…！ 現代ビジネス）【リーマン・ショックの再来】か？という状況まできています。
磁力の発見の歴史④～素人による科学理論創造のはじまり～
ロバートノーマンは、世界で初めて伏角を発見した航海機器製造の技術者である。
彼はもともと技術者でありながら、その経験や技術力を生かして新たな科学理論を解明した人物である。
当時科学を追求するのは専門家の役割で、素人が科学理論を追求するといった発想は存在しなかった。
ところが、ロバートノーマンは、自らのように技術者が科学理論を追求する必要性を直感し、専門家たちに対して技術者による科学理論の創造への参入を希求したのである。
彼は、次のような言葉を残している。
数学に習熟している人たちは、何人かの人たちがすでに書いているように、「アペルス曰く、靴屋はサンダルより先のことまで口出ししてはならぬ」というラテン語の諺を持ち出して、この（磁石の）問題は、経度の問題がそうであるのと同様に、職人や船乗りが口を挟むような問題ではなく、それは幾何学的証明や算術的計算によって精密に扱われるべきものであって、そのような術については職人や船乗りはおしなべて無知であるか、少なくともそのような事柄を実行するには十分な素養を欠いているからであると言うかも知れない。
しかし私は、この国には、その資質においてもその職業においてもこれらの術に精通している様々な職人がいるのであり、彼らを非難する人たち以上に効果的かつ容易にそれらの術をそのいくつもの目的に適用する能力を有していると考える。（中略）したがって私は、自分たちの技術や職業の秘密を探究しそれを他の人達の使用のために公表しようとするものを、学問のある人達が軽蔑したり避難したりすることのないように、希求するものである。
彼をこのような発言にまで至らしめたのは、カトリック教会の力の衰弱による社会秩序の崩壊と、大衆向けの数学書の出版といった要因も大きい。
社会的秩序の崩壊によって、徐々に大衆の中で新しい秩序（思想）が渇望された時代において、カトリック教会系のスコラ学＝従来の哲学・神学に代わる新しい理論の構築が求められていたことは言うまでもない。その中にあって、ロバートノーマンが大衆による新しい科学理論の必要性を訴えたのは、必然的だったとも言える。
また同時期に、活版印刷の発明によって、大衆も書籍を手にとることができるようになった。それまで、科学論文の殆どは、スコラ学の学者によって書かれたものであり、したがってその論文はラテン語で書かれていた。だが、活版印刷の登場によって、大衆が書籍を手に取る事ができるようになり、その内容は英語やイタリア語など大衆の理解できる国語で書かれていた。
※なお、当然カトリック教会は国語出版に対して反対的だった。宗教上での国語の利用は、（それ自体もそうだし、副作用的問題によっても）異端に繋がる恐れがあるからだ。なにより、教会は、学問においても行政や政治においても、ラテン語の使用を強制し、ラテン語の習得を教会の修道院（スコラ）に限定することで覇権を維持していた。国語の使用はその覇権が崩壊することに直結している。
だが、結果としては、科学書籍はロバートレコードのような学者によって国語翻訳が出版されたり、ジョルダノ・ブルーノによるスコラ学批判なども出版され、最終的には宗教改革にまでつながっていく。
ロバート・レコード（1512ごろ – 1558）
生命はどこで生まれたのか？～海底にある熱水噴出孔のエネルギーに迫る
生命はどこで生まれたのか？
生命の起源は未だ明らかにされていないが、地球で生命が誕生した場所の最も有力な候補と考えられている「熱水噴出孔」について追求してみたいと思う。
■光がなくとも水素があれば生命が存在する
熱水噴出孔が立ち並ぶ熱水活動域は、水深2000ｍより深い海の底にある。ここは、水素はあるものの、まったく光が届かない環境。そんな場所に多種多様な生物が生息しているのである。
実は、深海の中でも、この熱水活動域に生物が存在するよう。それらの生物は、熱水噴出孔から噴き出す熱水に含まれている、地球の内部エネルギーを利用していて生きているという。
そして、その生物の中に熱水に含まれる硫化水素と二酸化炭素からメタンをつくり、エネルギー源としている微生物「超好熱メタン菌（＝ハイパースライム）」が発見された。
このハイパースライムこそが地球最古の生態系の生き残りではないかという。
ハイパースライムが存在するための条件は、高濃度の水素。そのため、熱水と反応して高濃度の水素を発生させるかんらん岩（地球内部の上部マントルが固まってできた超マフィック岩）がある熱水噴出孔まわりに存在するよう。
ガリレオXより転掲
■生命誕生の鍵になる可能性のある深海での
発電
海底から噴き出し続ける熱水と、熱水噴出孔、そして海水がまるで電池のような関係となり、微弱ながらも常に電気を発生させているという研究が発表された。
生命が誕生するためにはエネルギーが必要。そうした点で深海にある熱水活動域の発電現象は、生命誕生の鍵となるかもしれない。
■新たな熱水噴出孔“ロストシティ”
水深750～900ｍの比較的深くない海底で発見された熱水噴出孔ロストシティ。
ブラックスモークが立ち込め、400℃近くの温度、強力な酸性という一般の熱水噴出孔とは大きく環境が異なる。ロストシティは、水温は40～90℃にすぎず、海水の酸性度も強くない。
というのも、ロストシティではブラックスモークではなく、海水が、マグネシウム、鉄、ケイ酸塩を含有する、緑色を帯びた鉱物であるカンラン石と反応して起こる蛇紋岩化作用により発生するホワイトスモークにより、メタンガスを生み出しています。
また火山活動が活動源のブラックスモーカーは、活動熱源が枯渇したり、火山活動が構造プレートの移動によって終息すると、チムニーは活動を停止してしまうことに対して、ホワイトスモーカーは安定した存在。そのこともあり、ロストシティは他の熱水噴出孔よりもはるかに古い歴史をもつそう。
熱水噴出孔の中でも、最も生命誕生の場に近い存在ではないでしょうか。
磁力の発見の歴史③～ロバート・ノーマンによる伏角の発見～
今や方位磁針のことは誰でも知っていると思うが、単なる鉄の棒を磁化しただけでは、方位磁針として使えないことは、ほとんどの人はご存知ないのではないだろうか。
今回紹介するロバート・ノーマンは、航海機器を扱う専門技師である。当時羅針盤は、針が水平になるように鉄を切り出した後、磁石に触れさせると北側が下向きに落ちることが知られていた。だから、羅針盤を水平にするために、羅針盤の右側にワックスを塗って調整する必要があった。
当時の職人たちの間でこの性質は常識であり、誰もその性質に疑問を抱かなかったが、ある時ノーマンが６インチの大型の羅針盤を制作する際、大きく沈み込んだ北側の針の先端を切り落とし、バランスを取ろうとした際、切る長さが大きすぎたためにその羅針盤を駄目にしてしまった。
そこで腹を立てたノーマンが、磁石にふれた磁針の北側が下に沈み込む現象について、彼の友人の専門家たちに、その性質についての質問を投げかけた。これが、世界で初めての「伏角」の発見であったと言われている。
※ただし、発見と言っても新たな計測方法や新たな理論によって発見された性質ではなく、日頃から観測されていたが誰も疑問に思わなかった事柄に、改めてフォーカスを当てることで疑問が浮上したという意味で「発見」なのである。
専門家たちは、ノーマンにその傾きを正確に計測するようにアドバイスした。そこでノーマンは、鉄芯を水平軸の周りに自由に回転する装置を作成し、円盤の周りをきれいに360等分した目盛りを固定した。磁石を触れない状態では、鉄芯は水平に保たれるように制作されている。この鉄芯を磁石に触れさせると、ロンドンで71度50分の傾きが計測された。
これが、世界で初めての伏角の正確な計測記録である。
当初この実験は、地磁気というものが措定されていない当時、「磁石から受け取った何らかの質量物質の流入によるものである」と説明された。
ところが、ノーマンは、コルクの上に鉄芯を載せ、磁石に触れさせる前後でコルクの沈み具合が変化しないことを持って、その説明を否定した。しかもそれだけではない。それまで磁力は「牽引力」という性質として知られていた。だが、コルクが沈まないということは、（単に引っ張るだけの）牽引力でもないということを証明したのである。
※現代においては、その性質は引っ張る力と反発する力の和がゼロになる、偶力であるという風に説明する事もできるが、当時はそのような概念はさらさら存在しない。
地球内部から発生する熱を有効に利用する。～地中熱と地熱
世界中で、再生可能エネルギーの利用が命題となっていますが、その中で地球内部から発する熱エネルギーの利用は、地中熱利用と地熱利用があります。
地中熱は地上と地中の温度差を使って熱に変換していることであり、地熱とは地球の中心部の高熱を救い上げているという違いがあります。
今回は我々の足元にある地中熱利用（低熱エネルギー）と電気エネルギーを作り出せる高温高圧の地熱利用（高熱エネルギー）の概要を経済産業省資源エネルギー庁及び環境省から引用した「地熱利用」「地中熱利用」を記載します。
（建物の冷暖房には地中熱エネルギーを電気エネルギーを作り出せる地熱エネルギーには地球発生熱を有効に利用する。）
★【地中熱利用】
日本中いたる所で利用可能
地中熱とは、浅い地盤中に存在する低温の熱エネルギーです。
大気の温度に対して、地中の温度は地下10～15mの深さになると、年間を通して温度の変化が見られなくなります。そのため、夏場は外気温度よりも地中温度が低く、冬場は外気温度よりも地中温度が高いことから、この温度差を利用して効率的な冷暖房等を行います。
【特長】
1．空気熱源ヒートポンプ（エアコン）が利用できない外気温-15℃以下の環境でも利用可能
2．放熱用室外機がなく、稼働時騒音が非常に小さい
3．地中熱交換器は密閉式なので、環境汚染の心配がない
4．冷暖房に熱を屋外に放出しないため、ヒートアイランド現象の元になりにくい
地中熱利用の詳細内容はリンクを参照願います
★【地熱利用】
日本は火山帯に位置するため、地熱利用は戦後早くから注目されていました。
本格的な地熱発電所は1966年に運転を開始し、現在では東北や九州を中心に展開。
総発電電力量はまだ少ないものの、安定して発電ができる純国産エネルギーとして注目されています。
【特長】
１高温蒸気・熱水の再利用
発電に使った高温の蒸気・熱水は、農業用ハウスや魚の養殖、地域の暖房などに再利用ができます。
2．持続可能な再生可能エネルギー
地下の地熱エネルギーを使うため、化石燃料のように枯渇する心配が無く、長期間にわたる供給が期待されます。
3．昼夜を問わぬ安定した発電
地下に掘削した井戸の深さは1,000～3,000mで、昼夜を問わず坑井から天然の蒸気を噴出させるため、発電も連続して行われます。
次回以降、地熱の発生原理や地球内核と磁気の関係について投稿します
「ビッグバンは起きていない」。物理学者が宇宙誕生前の痕跡を探る！
画像はこちらからお借りしました
☆ブラックホールとの関係では『宇宙網と呼ばれる水素プラズマネットワークが、プラズマ宇宙論の正しさを証明』
☆『電磁力により、分散力と統合力がバランスすることで動的平衡の銀河が形成される』
でも書いたが、
物事には始まりがあるというビックバン宇宙論に潜む世界観は『神による世界の創造』と非常に似通っている。それは、始まり（神の創造）の前はどうだったのか？という疑問を封印するという論理構造をもっているからだ。これは、キリスト教の天地創造での『神は言われた。 「光あれ。」 こうして、光があった。』を表しているととれる。
磁力の発見の歴史（ルネサンス）②～ルネサンスの磁力（牽引力）の捉え方
12世紀ルネサンスに於いて、自然の原理を解明する上で、最も不思議だったのが磁力であったようだ。
この磁力の性質を解明しようとしたのがフィチーノという学者である。
マルシリオ・フィチーノ
前提として、当時『磁力』という言葉は存在しないので、磁石は「牽引力をもつ」という隠れた性質として捉えられていた。磁石は鉄を引き寄せ、北極星を指すということがわかっている。鉄自体が北極星に引き寄せられることはないが、磁石を擦る事によって、鉄も磁石の性質を受け継ぎ、北極を指すようにもなる。
このような、北極（星）と、磁石と、鉄という３者の関係を、フィチーノは「磁石は、北極星から分け与えられた力（牽引力）によって、磁石の働きを得ている。そして、鉄は磁石から力を分け与えられる事によって、磁石と同じ性質を得る」と説明した。
要するに、北極星＞磁石＞鉄という３段階のヒエラルキーがあって、常にヒエラルキー上位のものが下位のものに、力を分け与えることができるようになるのだという説明である。
フィチーノ自身は、実際に磁石を手にとって研究をしたわけではないようであるが（∵ダイヤモンドは磁石の性質を遮断する、といった、古代からの伝承を無秩序に取り入れているから）、その後コロンブス等の大航海時代に入り羅針盤の性質が徐々に明らかになるにつれ、磁石の性質がより鮮明になってゆく。
15世紀に入りヨーロッパが大航海時代に入ると、コロンブスをはじめ航海士の羅針盤の活用から、磁石の性質がより鮮明になってくる。偏角の発見はその一つで、地理的な北極点＝地球の自転軸≒北極星の方向と、方位磁針の指す角が、少しずれる（そのズレの角度＝偏角）ということを発見した。
偏角は、ある子午線上ではゼロになり、そこからの距離が離れるに連れて、方位磁針は西にずれるという性質があった。そうした事実の蓄積から、16世紀、メルカトールによって新たな仮説が提唱されることになる。それは、地磁気＝地球上の磁極が存在するという仮説である。
現代の偏角の地図。地域によって方位磁針の指す南北がどれくらいずれているのかが示されている。
「まず第一に、同一の地点では磁針は常に真北から常に同一角度傾くことが経験から知られている。それゆえ、その点は決して天にはありえない。というのも、極を除くすべての点は回転運動に支配されており、磁針がもし天球上の点を指しているのだとすれば、天の日周運動によって東西に振れるはずである。しかしそれは経験に反している。ゆえにこの点は動かない地球上に存在しなければならない」
さらに、メルカトールは、磁極が地球上のどこに存在するのかも、計算によって導き出している。
この、「地球上に地磁気の牽引点が存在するはずだ」という仮説によって、後に地球が一つの磁石であるという現代の考え方や、地球磁場という概念につながってゆくのである。
