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雷に強力な空気清浄効果があることが判明、温室効果ガスを除去
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雷は怖い。ぴかっと稲光が閃き、ゴロゴロと凄まじい音が鳴り響くと、思わずおへそを押さえてしまうかもしれない。



 実際に落雷で命を失った人の話もあるし、自然が下す鉄槌のように思えるが、それでも地上に達する雷はほんの一部なのだそうだ。



 かわりに、多くの雷は雲の中でいくつもの化学反応を生じさせ、そのおかげで大気中に含まれるメタンや一酸化炭素といった温室効果ガスを除去し、空気をきれいにしてくれるという。そしてその効果はこれまで考えられていた以上にずっと大きなものかもしれないそうだ。


雷の空気清浄効果



 雷は大気に含まれる窒素分子と酸素分子を分解し、「ヒドロキシルラジカル(OH)」や「ヒドロペルオキシルラジカル(HO2)」といった化学物質ををつくり出す。



 雷に空気清浄機能があるのは、これらが大気中に含まれるメタンや一酸化炭素といった温室効果ガスを除去してくれるからだ。



 だが目に見える雷だけではない。『Science』(4月29日付)と『Journal of Geophysical Research: Atmospheres』(4月29日付)に掲載された研究によれば、目に見えない微弱な雷であってもそれらが大量につくられているのだという。
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微弱な雷でも大きな空気清浄効果



 2012年に計測された大気のデータを調べていた米ペンシルベニア州立大学の気象学者ウィリアム・ブリュヌ氏は、まず計測機器の故障を疑ったという。



 そのデータは、NASAが飛ばした飛行機が、コロラド州とオクラホマ州の上空にただよう嵐雲から集めたものだ。奇妙なことに、データが指し示すOHとHO2はあまりにも大量だった。



 ブリュヌ氏らが混乱したのは、大量のOHとHO2が記録されていながら、飛行機や地上から雷が観測されていなかったことだ。



 はっきり目に見える雷が発生するには、オゾンや酸化窒素が必要になる。だが、周辺にそれらがあったというデータは検出されていない。



 しかし実験の結果、目に見える雷よりもずっとエネルギーが少ない微弱な電流であっても、おなじ化学物質がつくられることが明らかになった。



 データにはまだ不確かな部分も多いという。ごく限られた地域を、ごく限られた期間、観測しただけのものに過ぎないからだ。



 しかし試算によれば、雷によって生成されるOHは、世界中の大気酸化の2~16%を引き起こしているそうだ。



 しかしこうした化学反応は、現在の大気モデルに組み込まれていない。
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雷は想定以上に地球の空気清浄に役立っている



 今回、雷に強力な空気清浄効果があることが確認された。今後のステップは、オクラホマ州とコロラド州以外の場所でも計測を進めることであるそうだ。



 「雷をともなう嵐のほとんどは熱帯で発生します。高原と熱帯の嵐では構造が異なります。もっと飛行機で測定を行い、不確かな部分を解明する必要があるのは明らかです」と、ブリュヌ氏は話す。



 温暖化が進むにつれて、雷や落雷は増加するだろうと考えられている。しかしそれは、これまで研究者が想定していた以上に、大気中に含まれる温室効果ガスを除去してくれているのかもしれない。



References:Lightning and subvisible discharges produce molecules that clean the atmosphere/

☆水プラズマの方が期待できるのだが・・・!


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火星の火山が活動している可能性。生命体が存在に期待
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今から30~40億年前、火星は火山活動が活発な惑星だった。だが、もしかしたら今もそうなのかもしれない。



 『Icarus』(4月21日付)に掲載された研究によると、過去5万年以内に噴火したことを示す痕跡らしきものが見つかったのだ。

火星の赤道付近に謎めいた暗い沈殿物を発見



 それが発見されたのは、火星の赤道付近にある「エリシウム平原」と呼ばれる地域だ。そこにある亀裂に沿って、「謎めいた暗い沈殿物が、ワシントンDCよりもわずかに大きい範囲をおおっている」のだという。どうも、それは灰と岩石の薄い層であるらしい。



 アメリカ、惑星科学研究所のデビッド・ホルバート氏らの仮説によれば、それは火山の噴火によるものだ。



 しかし、もしそうだとすれば、どうやってそこに堆積したのだろうか?



 火星が誕生してかなりの時間が経過している。噴火と関係がありそうな溶岩流が見当たらないのに、地表付近にマグマが溜まっているとは考えにくい。となると、マグマはもっと深いところにあるのかもしれない。

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エリシウム平原で発見された火山の堆積物と思われる物体 Credit: NASA/JPL/MSSS/The Murray Lab 

堆積物の発見場所付近で火震を観測



 堆積物が発見された地域から1600キロ離れたところには、NASAの火星探査機「インサイト」がいる。



 これまでインサイトは火星で起きた地震(火震)を観測してきたが、そうした観測データには今回の噴火があったとされる地域(ケルベロス地溝帯)のものも含まれている。ならば、地震と地下を流れるマグマとに関係がある可能性もある。


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credit: MOLA Science Team



火星に生命は存在したのか?



 こうした事実は人類最大の関心とも関係している。すなわち「かつて火星に生命は存在したのか?」という疑問だ。



 ホルバート氏の見解では、マグマの上昇と氷の基質との相互作用は、かなり最近まで微生物にとって好ましい環境を作り出していたとしてもおかしくはない。だとすれば、この地域に現在も生命が存在している可能性だってあるという。



 何十億年も前に火星でもっと小規模の噴火が起きていたことを示す痕跡ならば、これまでも発見されてきた。しかし今回のものはそれよりもずっと新しい。


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photo by Pixabay


 5万年前というと、人間の感覚的には最近のこととは思えないだろう。しかしホルバート氏はこう説明する。「火星の地質学的な歴史を1日に縮めたとすると、それは直前の1秒に起きたようなものです」



 火星に今もなお火山が存在する可能性を示すデータが得られたのは、これが初めてではない。どうやら火星は死んだ惑星ではないようだ。



References:Evidence of Active Volcanoes on Mars Raises Possibility of Recent Habitable Conditions – “Mars Isn’t Dead”

☆いつまで同じ事、言うてんねんやろか?


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世界滅亡後、人類が存続するのに必要な最低人数はどのくらいか?
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 核戦争から小惑星の衝突まで、人類の文明が突然終わりを迎える場面を想像するのはそう難しいことではない。だが、どんなに過酷な状況であっても、おそらくは災厄を生き延びる人たちがいく人かはいるだろう。



 人類という種を存続させるには、そうした最後の生き残りが何人いればいいのだろうか?



 その答えは世界終焉後の地球の状況によって違ってくるだろう。例えば核戦争によって幕が降りたのなら、生き残った人々は放射線だけでなく、核の冬がもたらす寒さと飢饉に耐えねばならない。



 だが、そうした諸々の条件はひとまず置いておくとして、必要な人数についてだけ考えてみるとしよう。人類学者の出した回答はこうだ。



人類という種を存続させるのに必要な人数は数百人



 種を存続させるために最低限必要になる個体の数のことを「最小存続可能個体数(MVP)」という。



 アメリカ、ポートランド州立大学の人類学者キャメロン・スミス氏は、数百人程度で数世紀は生き延びられるだろうと推測する。



 初期の人類文明と宇宙への移住についてのスミス氏の研究は、世界滅亡後の人類の行く末について貴重な洞察を与えてくれる。



 人間が農業を始めた新石器時代初期、世界にはいくつもの小さな村が点在していた。スミス氏によると、そうした村の人口は数百人から1000人程度だったという。



 また重要なことに、村は基本的に独立していたが、結婚などの血縁関係によって他所の村々とつながりがあったのではとも推測されている。



 それと同じような状況が世界滅亡後に出現するとスミス氏は考えている。

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懸念される問題は近親交配



 文明が滅亡した世界で、生き残った人々は数々の困難に直面することだろう。そうしたものの1つが、近親交配による弊害をどう克服するかということだ。



 道徳的な部分はさておき、生物学的にも近親交配は好ましくないものとされている。



 たとえば16世紀から17世紀にかけてスペインを支配したスペイン・ハプスブルク朝では、一族内での近親婚が繰り返された。



 ハプスブルク家最後のスペイン国王となったカルロス2世には顔の奇形や知的障害があったらしいことが知られているが、その原因は繰り返された近親婚とされている。またそのためにハプスブルク家は出生率が低下し、結局断絶してしまった。



 少数の生き残りがこれと同じ問題に直面したとしてもおかしくはない。これを避けるためには、単純に男女両性がそろっていることだけでなく、十分な遺伝的多様性が確保されていなければならない。



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98人以上で地球を脱出、居住可能な恒星を目指す「ノアの箱舟」計画



 そこで、滅亡を逃れるために宇宙船に乗って地球を脱出するというシナリオを考察してみる。



 太陽から一番近いとされる恒星はプロキシマ・ケンタウリだ。そこには人類が居住できる可能性がある地球型惑星プロキシマ・ケンタウリbがある。ひとまずそこを目指してみるとしよう。



 仮に、既存の技術で実現可能な宇宙船をつくり、新天地を目指した場合、そこにたどり着くまでには6300年かかる。



 フランス。ストラスブール大学の宇宙物理学者フレデリック・マラン氏らの研究によれば、それだけの長期間宇宙の旅に耐えるためには、最低でも98人のクルーがいれば事足りるのだという。



 ただし98人のクルーはただの寄せ集めではだめだ。近親交配が起きないように選ばれた、まったく血縁関係のない49組だ。



 そして旅の途中、クルーの恋愛関係も厳しく監視されるかもしれない。すべては遺伝的な多様性を維持し、クルーを健康に保つためだ。



 もしクルーが500人いれば、旅はより安全なものとなる。子孫を残すパートナーの選択肢が増えるために、遺伝的多様性を維持しやすくなるからだ。



 人類が存続できるギリギリの人数しかいないより、余裕をもって長旅に臨むにこしたことはない。



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既に一部の科学者らは、地球滅亡に備えて、月に数百万種の精子や卵子のサンプルを保存する「ルナアーク」計画を提唱している。



 すでに地球上には現代版ノアの方舟とでも言うべき「スヴァールバル世界種子貯蔵庫」がある。そこにはいつか訪れるかもしれない終焉に備え、世界中から集められたありとあらゆる植物の種子が保存されている。



 それらを活用するには、生き残った人が必要となってくる。



 それはいつになるかわからないが、人類を待ち受ける運命が滅亡なのだとしたら、生き残った人たちに人類の未来を託すしかなさそうだ。



References:What's the minimum number of people needed to survive an apocalypse? | Live Science

☆意外と多い数やんか!


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地球に一番近いけど一番小さいブラックホールが発見される。
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credit:Lauren Fanfer


 地球に一番近いブラックホールが「いっかくじゅう座」の中で見つかった。



 いっかくじゅう(ユニコーン)座で発見されたことから「ユニコーン」の愛称で呼ばれるこのブラックホールは、地球から1500光年しか離れておらず地球に最も近く、また、これまで発見された中で一番小さなブラックホールでもある。太陽の質量の3倍しかないのだ。



 天の川銀河の中央に鎮座する「いて座A*」が400万倍もあることを考えれば、どれだけ小さいかわかるだろうか。

地球に最も近い小さなブラックホール



 『arXiv』で閲覧できる査読前の研究(1月6日投稿)によれば、ユニコーンは赤色巨星「V723 Mon」の影に隠れている。



 この星は明るさが変わる「変光星」でもあるのだが、以前その理由として背後にブラックホールがあるからという仮説が提唱されたことがある。



 だが、この仮説はこれまで否定されきた。そのためには非常に小さなブラックホールがなければならないからだ。





‘Unicorn’ Black Hole Discovered in Monoceros Constellation

小さくてもブラックホール



 しかし研究グループの1人であるオハイオ州立大学のトッド・トンプソン氏によると、データは星が何かに引っ張られており、そのために歪んだり、明るさが変化しているらしいことを示しているという。


月の引力が地球の海を歪めるのとまったく同じです。海が月に向かって膨らんだり、離れたりすることで、潮の満ち引きが起こります。



それと同じように、ブラックホールもまるで縦長のフットボールのように星を歪めます。一番シンプルな説明はブラックホールで、このケースでは一番シンプルな説明が一番濃厚でしょう


 どんなに小さくてもブラックホール。星を歪めるパワーを持っているということだ。



 なおユニコーンとは対極にある超大質量ブラックホール、いて座A*は何やら活発化しているらしいことが観測されている。そこでは一体何が起きているのだろうか?



References:Black hole is closest to Earth, among the smallest ever discovered/

☆予測した人すげーなー!


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オリオン座のベテルギウスがダークマター(暗黒物質)の製造工場である可能性
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photo by iStock


  オリオン座の一画にあって、冬の大三角形を構成してもいる「ベテルギウス」は、赤色超巨星に分類され肉眼で観望できる恒星の中では最も直径が大きい恒星の1つである。



 数年前、急速に明るさが低下し、超新星爆発の前兆かと言われていたが、再び輝きを取り戻し、爆発は免れたようだ。



 何かとお騒がせのベテルギウスだが、新しい研究によると、この星は謎に包まれた「ダークマター(暗黒物質)」を大量に作り出している可能性があるという。

暗黒物質の有力候補である素粒子「アクシオン」



 一昨年から昨年にかけて急激に減光したために、超新星爆発が起きる前兆ではと話題になったベテルギウスは、天文学的には目と鼻の先になる地球から640光年先にある。



 そこで作られている可能性があるのは、「アクシオン」と呼ばれる仮説上の素粒子だ。その質量は電子の100万分の1から10億分の1しかないと推定されており、やはり仮説上の物質であるダークマターの有力候補とみなされている。



 ダークマターとは、「質量は持つが、光学的に直接観測できない」天文学的現象を説明するために考え出された仮説上の物質であり、その正体は未だ不明である。


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photo by iStock



ベテルギウスがアクシオンを生み出している可能性



 もしダークマターの正体がアクシオンならば、発光する粒子とほとんど干渉しないはずだ。ところが、強力な磁場があるところでは、低い確率で「光子」に転換(その逆も)する可能性がある。



 こうした現象が起きやすいと考えられるのは、光子と磁場がたっぷりとある恒星の核だ。それゆえに質量が太陽の20倍もあるベテルギウスは、「アクシオンの製造工場」ではないかと天文学者から目をつけられていた。



 もし実際にアクシオンが作られているとすれば、そこから飛び出して、地球へ向かってくるものもあるに違いない。その間、それらは天の川銀河の磁場と作用して、光子に転換され、X線を構成するようになると考えられる。



 ベテルギウスは年老いた星なので、それほどX線を放っていないはずだ。そのため、想定されている以上にX線が検出されれば、それはアクシオンの存在を示唆している可能性がある。





Visiting Supergiant 'Betelgeuse'

アクシオンの性質の不確かさを狭めることに成功



 そうしたX線を探すために、米マサチューセッツ工科大学の物理学者シャオ・メンジャオ氏らは、NASAのX線宇宙望遠鏡「NuSTAR」をベテルギウスに向けた。



 アメリカ物理学会で4月20日に発表されたその研究によれば、残念ながら、彼らが求めていたような異常な量のX線は見つからなかったという。



 だが、まったく無駄な調査だったわけではない。そこにある不確実性の定量化を試みたところ、光子とアクシオンの相互作用が起こる頻度は、これまでの推定の3分の1未満でしかないことが示唆されたからだ。つまりアクシオンの性質の不確かさが、より狭まったことになる。


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credit:image credit:NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)


 なお、仮に想定よりも多いX線が検出されていたとしても、それが直ちにアクシオンの存在の裏付けとなるわけではない。考えられるさまざまな可能性を除外できて、ようやく認められるようになる。



 もしアクシオンの存在が実証されれば、ベテルギウスの内部で起きているプロセスをより詳しく解明できるようになる。そうなれば、この星が超新星になる時期も計算しやすくなるとのことだ。



 それまでは、冬の夜空を飾るオリオン座が今の姿のままでいてくれることを願おう。



References:One of Earth’s nearest stars may be a dark matter factory | Live Science/

☆暗黒物質の質量が20年位前にわかって新聞に載ってたなぁ!


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