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スコリアの赤色は、マグマ冷却時に含まれる磁鉄鉱などの鉄鉱物が、高温状態で空気と接触し酸化（高温酸化）して赤鉄鉱（Fe₂O₃）になるためです。酸素が少ない環境では黒くなります。この鉄分を含む赤色の粉は、稲作の鉄剤肥料としての活用も期待されます。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
検索キーワード：「磁鉄鉱」
スコリアの赤色は何？
軽石は酸化するのか？
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軽石の主成分である火山ガラスには鉄などの不純物が含まれ、水が作用することで酸化される可能性がある。酸化により火山ガラスが脆くなるかどうかは不明だが、不純物の酸化が風化に影響を与えるかもしれない。
軽石は酸により風化が進むか？
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軽石を落葉抽出液（おそらくタンニンを含む酸性）に浸したところ、黒い鉱物が脱落し、軽石に穴が空いた。軽石の主成分である無色鉱物（石英、長石）は酸に反応しないため、脱落した黒っぽい鉱物は有色鉱物（角閃石か磁鉄鉱と推測）と考えられる。これらの有色鉱物は酸に反応し溶解することで軽石から脱落した可能性がある。結果として軽石表面に穴が空き、水の浸透による風化が促進されると考えられる。
蛇紋岩土壌は植物にとって過酷な環境
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蛇紋岩土壌は、貧栄養、高重金属、高pHといった特徴から植物にとって過酷な環境です。特にニッケル過剰が問題で、植物は鉄欠乏に似た症状を示します。ニッケルは鉄の吸収を阻害するのではなく、鉄と同時に吸収され、鉄の本来の場所にニッケルが入り込むことで、植物は鉄欠乏だと錯覚し、更なる鉄とニッケルの吸収を招き、悪循環に陥ります。しかし、蛇紋岩土壌にも適応した植物が存在し、その耐性メカニズムを理解することが、この土壌での栽培攻略につながります。
湘南の海岸から鎌倉たたらに思いを馳せる
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記事では、湘南の砂浜の砂鉄から、鎌倉時代の刀の鉄の由来について考察しています。鎌倉砂鉄はチタンを多く含み、融点が低く不純物との分離が難しいため、良質の鉄を作るのが困難でした。そのため、鎌倉時代の刀の鉄は、湘南の砂鉄から作られていたとしても、精錬が難しかったと考えられます。
一方、古墳時代の鉄器製造については、別の記事で、古墳時代の鉄器製造遺跡の近くで天然磁石が採掘できるかについて考察しています。
湘南の海岸で緑の石を見かけた
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湘南の海岸で緑色の石が見つかり、緑色凝灰岩の可能性があることがわかった。丹沢山地には緑色片岩相が存在し、そこから相模川を通じて湘南の海岸に流れ着いたと考えられる。湘南の砂浜には、雲母や磁鉄鉱に加えて緑色凝灰岩も含まれている可能性がある。黒い砂は石英が少なく、土壌改良に適しているかもしれない。これは、青い石が出る園地は良いミカンができるという言い伝えや、砂浜の砂に含まれる栄養素が植物の生育に影響を与える可能性を示唆する過去の考察とも関連する。
湘南の砂浜の黒さの要因は何だろう？
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湘南の砂浜の黒さは、磁鉄鉱などの鉄を含む鉱物が原因です。写真から、砂鉄が多く含まれていることが分かります。鎌倉武士が湘南の砂鉄から鉄を採取していたかどうかは定かではありませんが、古墳時代以前から人々は砂鉄を集め、鉄を作っていました。記事では、磁鉄鉱の性質を利用して砂鉄を集めていた可能性や、沼地での鉄鉱石採取について考察しています。鎌倉武士も、同様の方法で鉄資源を得ていたかもしれません。
使用前の脱酸素材の鉄粉は肥料として使えるか？
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Dr. Stoneの影響で鉄粉に興味を持つ。脱酸素材の鉄粉を肥料として使えるか検討。酸化鉄（使い古しの鉄粉）は水田で窒素固定を助ける。未酸化の鉄粉を肥料として使う場合、鉄酸化菌が二価鉄を三価鉄に酸化し、その過程で他の養分の溶脱や土壌形成を促す可能性がある。レンゲ米の田んぼの土壌改良例から、鉄粉が土壌改良を加速させ、腐植形成に役立つ可能性を示唆。
天然磁石を使ってみた
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著者は、古墳時代の鉄器製造と天然磁石の関係に興味を持ち、実際に磁鉄鉱を購入してその磁力の強さを実感しました。さらに、山口県萩市には「磁石石」と呼ばれる強い磁気を帯びた岩山があり、その地名「須佐」が須佐之男命 (スサノオノミコト) の伝説と関係していることに興味を示しています。須佐之男命と磁石の関連性に疑問を投げかけています。
歯の主成分が磁鉄鉱の生き物たち
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ヒザラガイは、軟体動物門多板綱に属する原始的な貝の仲間です。8枚の殻を持ち、世界中の潮間帯から深海まで広く分布しています。岩場に付着し、歯舌と呼ばれる器官で藻類などを削り取って食べます。驚くべきことに、その歯は磁鉄鉱という硬い鉱物でできています。これは、鉄分が乏しい環境で進化したヒザラガイが、効率的に鉄分を獲得するために獲得した戦略と考えられています。このように、ヒザラガイは独自の生態と進化を遂げた生物と言えるでしょう。
鉄器の製造を行っていた古墳に近くで天然磁石は採掘できるか？
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最古の鉄器製造遺跡である徳島県加茂宮ノ前遺跡付近では、眉山などで磁鉄鉱の採掘が可能です。結晶片岩中に磁鉄鉱が生成されるため、広範囲で採掘できた可能性があります。
磁鉄鉱は落雷により磁気を帯びるため、古代人も容易に入手できたと考えられます。天然磁石の力を使って権力を得た人がいたかもしれません。
古墳時代以前の人たちはどのようにして鉄鉱石を探したのだろう？
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弥生時代、徳島県の加茂宮ノ前遺跡では、近畿地方との交易によって鉄器がもたらされていました。しかし、周辺で鉄鉱石を採掘した痕跡は見つかっておらず、どのように鉄を入手していたかは不明です。
記事では、鉄鉱石を探す手段として「天然磁石」の存在に着目しています。特に磁鉄鉱は、マグマが固まった後に落雷を受けると磁気を帯びるため、天然磁石として利用できます。
しかし、加茂宮ノ前遺跡周辺で磁鉄鉱の採掘跡は見つかっていません。弥生時代の徳島県の人々がどのように鉄鉱石を手に入れていたのかは、依然として謎のままです。
鉄の炭素量とは何か？
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鉄の炭素量は、鉄の強度と硬さを決める重要な要素です。炭素量が多いほど硬くなりますが、しなやかさは失われます。
古代の鉄器製造では、鉄鉱石を木炭で熱して銑鉄を作っていました。この過程で木炭の炭素が鉄に混入し、炭素量が増加します。
その後、不純物を取り除きながら炭素量を調整することで、用途に合わせた鉄製品が作られます。
ところで、砂浜の黒い砂は磁鉄鉱が由来です。古代の人々は、このような鉄資源が豊富な場所にも集落を形成していたのでしょうか？
西の仁多米、東の魚沼コシヒカリ
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仁多米の生産地である奥出雲町は、花崗岩が多く、特に鬼の舌振に見られる粗粒黒雲母花崗岩は風化しやすく、鉄分を多く含んでいます。この鉄分が川を赤く染め、水田にミネラルを供給している可能性があります。さらに、土壌中の黒雲母も風化によってバーミキュライトを生成し、稲作に良い影響を与えていると考えられます。これらの要素が、仁多米の高品質に寄与していると考えられ、他の地域での稲作のヒントになる可能性があります。
一生に一度はお伊勢参り
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伊勢神宮は中央構造線の境に位置し、地質学的に興味深い場所にある。周辺の岩石は玄武岩の付加体と三波川変成帯から成り、どちらも鉄分を多く含む。鉄分豊富な岩石は緑や黒色を呈し、伊勢神宮の重要な場所の石にも緑色の石が多く使われている。これらの岩石は地磁気や雷の影響で磁気を帯びる可能性がある。最近、人間にも磁気を感じる第六感があるという研究結果が報告された。伊勢神宮の位置と緑色の石の使用は、古代人が地球のダイナミックな活動、特に磁気に何かを感じていた可能性を示唆している。
崩れてもなお硬い小石たち
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開聞岳周辺の畑土壌には、火山由来の硬い小石が多く含まれており、農業機械の刃を痛めるため厄介な存在となっています。
これらの小石は、開聞岳の安山岩質の火砕物と推測され、風化途中のものも多く見られます。安山岩には、植物の生育に必要なミネラルが含まれており、風化によって土壌に供給されると期待されます。
しかし、石の風化は時間がかかるため、農業経営上は速やかな風化と、溶け出した養分の保持が課題となります。
蛇紋岩地植物群
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蛇紋岩地帯は、マグネシウムと鉄が多く、窒素、リン酸、カリウムが少ない特殊な土壌環境です。蛇紋岩はかんらん岩が水と反応して生成され、この過程で磁鉄鉱と水素も発生します。このため、蛇紋岩の山は磁性を帯びています。
土壌はpHが高く、蛇紋石は粘土鉱物であるものの、腐植蓄積は少ないと予想されます。一般的な植物はマグネシウム過多とカリウム欠乏で吸水障害を起こしますが、一部の植物は適応し「蛇紋岩地植物群」を形成します。水田には利点がある一方、畑作では対策が必要です。また、高pHのため土壌中の鉄が溶脱しにくく、鉄欠乏も起こりやすい環境です。
西因幡の井手ケ浜海水浴場の鳴き砂
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鳥取県西因幡にある井手ケ浜海水浴場は、キュッキュと鳴る鳴き砂で有名です。砂は白く美しく、透明な鉱物が多く含まれています。鳥取砂丘の砂と比べると、透明や白い鉱物の量が際立って多く、砂丘に見られる磁鉄鉱のようなものも存在します。鳴き砂は不純物が少なく、粒径が0.2〜1mmである必要があるそうです。海岸にはムギのような草も自生していました。
鳥取砂丘で花崗岩質の砂を見た
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鳥取砂丘を9年ぶりに再訪し、砂丘の砂の組成を観察した。海岸近くの砂は石英が多く、風化に強い石英が残りやすい環境であることが推測された。砂丘の奥へ進むと、黒い鉱物の割合が増え、風紋周辺の砂には鉄が多く含まれているようだった。これは、風によって軽い石英が飛ばされ、重い鉄を含む鉱物が残るためと考えられる。山陰帯の花崗岩は鉄を多く含むという情報とも一致する。また、小石が多い場所には黒っぽい石が多く見られた。砂丘の土壌は石英が多く、鉄も含むという特徴を持つことが分かった。
浦富海岸で大きな花崗岩と出会う
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鳥取の砂丘農業地帯の周辺の地質は、磁鉄鉱を含む花崗岩が主体であり、風化しやすい柱状節理が見られる。この花崗岩は鉄分が豊富で、砂丘農業の土質に影響を与えている可能性がある。柱状節理は花崗岩では珍しい現象であり、周辺の土質の形成に貢献していると考えられる。
大阪市内で日本式双晶と出会う
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鉱物は、その化学組成によって固有の形を持つ。例えば石英は六角柱、磁鉄鉱は八面体となる。今回、大阪で石英の珍しい形である「日本式双晶」に出会った。これは、複数の六角柱状の結晶が特定箇所を共有し、85度の角度で交わって成長したものだ。本来、吉野の洞川温泉で発見されたものだが、大阪で見ることができた。肥料と直接関係はないが、栽培環境で重要な石英の珍しい形態に触れることができたのは、何かの役に立つかもしれない。
磁鉄鉱の持つ磁性
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ハードディスクの故障は突然やってくるため、日頃からのバックアップが重要である。ハードディスクは精密機器であり、物理的な衝撃や経年劣化により損傷する。特に磁気ヘッドのクラッシュはデータ消失に直結する深刻な問題となる。そのため、外付けHDDやクラウドサービスなどを活用し、定期的にバックアップを行う必要がある。重要なデータは複数の場所に保存することで、万が一の故障時にも復旧できる可能性が高まる。また、SMART情報を確認することでハードディスクの状態を把握し、故障の予兆を早期に発見することも有効な手段となる。
五代松鍾乳洞付近にあった深成岩
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五代松鍾乳洞付近の鉱山はスカルン鉱床で、鉄や黄水晶、灰鉄輝石が産出する。黄水晶は石英に角閃石が混じることで生成される。付近に花崗岩らしき石が多く見られ、閃緑岩の特徴である輝石や角閃石の存在、そして石の色合いから、当初花崗岩と思われた石は石英を多く含む閃緑岩であると推測される。この地域の深成岩は、花崗岩と記載される場合と石英閃緑岩と記載される場合がある。
火山灰に含まれる鉄の磁気
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植物に磁気が影響を与えるという前提で、土壌中の磁鉄鉱含有量に着目し、桜島の火山灰を例に検証した。真砂土は磁鉄鉱含有量が少ない一方、桜島の火山灰は論文でも多く含むとされている。実際に火山灰に鉄を近づけると砂鉄のように付着し、磁鉄鉱の存在を確認できた。火山灰の磁鉄鉱が作物成長を促進し、他の鉱物と相まって桜島の大型作物に繋がっている可能性を考察。土壌中の鉱物由来の磁気が植物に与える影響度合いは未解明であるとした。
植物って磁気の影響を受けるものなの？
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植物の成長に対する磁気の影響について、JAXAの論文を参考に考察されています。青色光は植物の胚軸成長を抑制する一方、子葉展開や気孔開口を促進する作用があり、強磁場はこの抑制効果を緩和することが示唆されています。紫外線が強くなる時期には青色光の影響も強まり、植物は胚軸伸長を抑制し、子葉展開や気孔開口を促進することで環境に適応していると考えられます。しかし、強磁場による胚軸伸長抑制の緩和メカニズムは不明であり、今後の研究課題となっています。
脱酸素剤の中の鉄
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密封包装のお菓子に含まれる脱酸素剤を分解すると、砂鉄のような黒い粒子と白い石が出てくる。黒い粒子は磁気を帯びており、磁鉄鉱(Fe₃O₄)を含んでいると推測される。磁鉄鉱は鉄(II)と鉄(III)を含む酸化物である。
鉄の酸化を利用した身近な例としてカイロがある。カイロは鉄が水と酸素と反応し、水酸化鉄(III)になる際に発熱する。脱酸素剤もこの鉄の酸化作用を利用していると考えられる。
関連記事では、鉄の性質や用途、玄武岩に含まれる磁鉄鉱、ハードディスクの故障についても触れられている。
ブルカノ式火山の火山灰の土としてのポテンシャル
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桜島の火山灰は、地元住民の言葉通り農作物に良い影響を与えている。ブルカノ式噴火による安山岩質の火山灰は、シラスとは異なり石英が少ない。その主成分は角閃石、輝石、磁鉄鉱、ガラス質で、黒色土壌を形成する。角閃石と輝石は鉄やマグネシウムを豊富に含み、植物の生育に有益だ。また、ガラス質が少ないため腐植蓄積も期待できる。実際に桜島大根の畑の土壌は軽く、腐植とよく混ざり合っており、良質な作物の収穫を裏付けている。火山灰はミネラル豊富な土壌改良材として機能し、桜島の農業を支えていると言える。