科学 Archive

Your history is printed in your hair : Nature News

水道水を飲むことで、その地域固有の「サイン」が髪の毛に刻まれることがわかった。このサインを調べればその人がそれまでに住んでいた歴史を知ることができるようになるだろう。

from .Bradi.

髪の毛に残された水道水由来の水分子に含まれる同位体を調べることで、居住地を知ることができるという報告です。この成果は今後、人類学や警察の科学捜査などに応用され広く使われることになるだろうと報告したPriceらは主張しています。実際に科学捜査にはテストとしてではあるものの使われています。

同位体を用いて推定するというと考古学で用いられる放射性炭素年代測定がよく知られていますが、この方法はこれとは趣が異なるものです。
報告の手法では、身体に含まれる重水素やO18（酸素18）は水道水由来で、普段飲んでいる水に含まれる同位体量に比例するため、これらを調べることで居住地を特定しようとしています。

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コーヒーとミルクのまざり方 − サイエンスニュース-ニュートン

コーヒーや紅茶にスプーンでかきまわしながらミルクを入れると，液面にらせん模様が次々とあらわれながらまざってゆく。このとき，容器の中で２種類の液体がどのように混合していくのかはよくわかっていなかった。

コーヒーにミルクを入れたときのような2種類の液体を混ぜていくときにどのように混ざるかを確かめたという報告です。日頃何事もなくスプーンやマドラーで混ぜていますが、その様子の詳細が明らかになっていなかったというのは驚きです。というか、普通に混ざるんじゃないの？って感じなんですが、どうも均一に混じっていくのではないらしいのです。この結果には実際に実験した研究者たちも驚いています。

どこにでもある現象の中にこれまでに発見されていなかったことが隠れているということ、その事実が研究者たちを驚かせるようなことだったというのはとてもおもしろいことだと思います。これからはコーヒーをかき混ぜるときにちょっと意識してしまいそうです。

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道路がでこぼこになる理由 − サイエンスニュース-ニュートン

土が露出した未舗装の車道は，洗濯板のようにでこぼこに横に波打っていることがある。このでこぼこは，車がよく通る道路でできやすいという。しかし，その理由はよくわかっていなかった。
イギリス，ケンブリッジ大学のマックェルワイン博士らは，この現象をはじめて解明した。

クルマが走行する未舗装の道路に洗濯板状のでこぼこができる原因を究明したという報告です。言葉ではピンと来ないかもしれませんが、右側の写真を見ていただけるとわかりやすいのではないかと思います。比較的よく見る様子だと思いますが、これがどのようにしてできるのかはわかっていなかったということです。そのこと自体も意外ですね。

引用した記事だけではなんのことかわかりにくいのですが、こちらのページ(Washboard Road)で著者が詳しくまとめています。これによると、実験とシミュレーションによってデコボコが形成されるメカニズムを明らかにしています。デコボコ（報告ではrippleといっています）ができる理由は車輪が上下に運動することに起因していて、タイヤ質やサスペンションの有無、砂の粒の大きさなどには依存しないことを報告しています。速度との関係も比例などの単純なものではなく、かなり広い範囲で一定の幅のrippleができることを解明しています。
単純に考えるとサスペンションが効いていたらできにくかったりしそうなもんですが、そうならないところがおもしろいと思います。

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宝石のいろんな色の秘密は？を読んでて、むかしルビーとかサファイヤとか色の付いた宝石はダイヤに色が付いてるんだと思ってたことを思い出した。でもどんな不純物が入るとどんな色に変わるのかをよく知らないのでちょっと調べてみました。

炭素の結晶はダイヤモンドだけ。ルビーとサファイアが酸化アルミニウムだというのはちょっとすごい。なんかいっぺんに価値が下がってしまうような気がします。1円玉の表面と科学的にはよく似たもの。・・・でいいのかな。
ほかにも同じ組成の鉱物であってもベリルのように不純物の種類によって様々な色に変化するものもあって結晶構造と色の関係の複雑さが垣間見えますね。ちなみに色が変わるのは結晶構造の変化によって吸収波長が変化するためです。この手のシミュレーションとかってどっかで公開されてないかな。
また、ここに出てくる鉱物はダイヤ以外主成分がケイ素、酸素、アルミニウムでこれらは地表の主成分といっても良い（クラーク数）ものです。当然といえばそれまでですが、宝石も地球の一部だと実感できますね。

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地球のどこかに磁石ある？

ところで、磁石の北極に方位磁針を持って行くと、どうなるの。

真下を向こうとするけど、向けなくて向きが定まらないはずよ。日本でも針は、少し北側に下がって向くの。だから、Ｓ極側を少し重くするんだって。

誰もが疑問に思ったことのあることだとおもいますが、実際に試したことのある人は少ないことのひとつですね。そのことよりも何気なく書いてあった「Ｓ極側を少し重くする」というところが気になります。簡単な方位磁針にそんな工夫があるなんて。つか、なんで？

まずは北極点の話から。遙か昔に「北極点に方位磁針をおいたらぐるぐる回るんだよ。」って教わった気がするのですが、実際にはそうそう簡単な話ではないようです。

方位磁針のN極が北を向く理由は地球全体を覆うように地磁気があるためです。この地磁気は地球のコアに流れる電流に起因しています。この地磁気が北側がS極、南側がN極になっているために方位磁針がその方向に引き寄せられるというわけです。地球全体が大きな電磁石だといえるわけです。この磁石を一本の棒磁石に近似したときのN・S極をそれぞれ地磁気極と定義しています。

この極に方位磁針が向くんですよ。といえるなら簡単なのですが、そうではありません。純粋な極は先ほどの地磁気極で方位磁針は真下を向くはずですが、地球が丸いため方位磁針が真下を向く地点はまた別の所にあることになります。このような点を磁極と定義しています。

これで地磁気極と磁極が定義できました。この2点の関係から方位磁針が指す北を定義できるかというと、コレも間違いです。日本から見ると2点とも少し東にはずれたところにあるのですが、方位磁針は西側にずれた点を「北」だと指してしまいます。

これは局所的な地磁気が存在していて西側に引き寄せられてしまうためだそうです。要するに地球を覆っている磁場が均一ではないということですね。このずれを偏角と呼んで、国土地理院が発行している地図には表記されているそうです。もちろん場所によって違いますし、日々刻々とずれていくことが知られています。

さて、本題でもあった方位磁針の針の重さの話をしましょう。磁極では方位磁針が真下を向くと言ったように、方位磁針が引き寄せられる点は水平とは限りません。磁極でなくても北半球ではN極が地面に埋まる方向に、南半球ではN極が空に向かって引き寄せられます。この角度のことを伏角といいます。日本でもこれは例外ではなく、京都あたりで約50度も地面向きに引き寄せられるそうです。これを是正するためにS極側が重たくなっているというわけです。

非常に簡単な装置だと思っていた方位磁針ですが、土地によって傾き方が変わるために出荷先によって重さを調節しているなど目に見えぬ工夫が凝らされているんですね。ちょっと驚きました。
地磁気には北と南が100万年ほどの単位で入れ替わることも知られていて、地磁気逆転のシミュレーションなども行われています。非常に身近な地磁気ですがまだまだわからないことがたくさんあるようですね。

参考サイト：
磁石の北と地磁気極と磁極
地磁気
地磁気 - Wikipedia
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