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腐植酸生成の鍵となる酒石酸とポリフェノールに着目し、ワイン粕を用いた堆肥製造の可能性を探っている。ワイン熟成過程で生じる酒石酸と、ブドウ果皮に豊富なポリフェノールが、ワイン粕中に共存するため、良質な腐植酸生成の材料として期待できる。ワイン粕は家畜飼料にも利用されるが、豚糞由来の堆肥は他の成分を含むため、純粋なワイン粕堆肥の製造が望ましい。
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腐植酸とは何なのか？３
土壌の保水性の向上を考える５
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土壌の保水性向上に関する新たな研究では、セルロースを低濃度水酸化ナトリウム下で凍結、クエン酸添加、溶解することで高強度構造を形成し、水や物質の出入りに優れた性質を持つことが示された。この研究から、霜柱と根酸の作用で土壌中でも同様の反応が起こり、保水性向上に繋がる可能性が示唆される。霜柱の冷たさと根酸がセルロースのヒドロキシ基周辺に作用することで、高pH条件下でなくても構造変化が起こる可能性があり、土壌の保水性向上に繋がる具体的な方法論の発見が期待される。
シュウ酸鉄錯体で有機酸のキレート作用を見る
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シュウ酸と鉄のキレート作用について、シュウ酸鉄錯体の例を用いて解説している。有機酸が持つ複数のカルボキシ基が金属イオンと結合することでキレート錯体が形成される。具体例として、シュウ酸と鉄(III)イオンが結合したトリス(オキサラト)鉄(III)酸カリウムが紹介され、その構造が示されている。この錯体は光照射によって鉄(III)イオンが鉄(II)イオンへと還元される反応も示されている。シュウ酸鉄錯体を例に、有機酸と金属のキレート結合の理解を深めている。
もう一つの芳香族アミノ酸
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この記事では、もう一つの芳香族アミノ酸であるチロシンについて解説しています。チロシンは、フェニルアラニンのベンゼン環にヒドロキシ基が付いた構造をしており、プレフェン酸からヒドロキシ基を外さずにグルタミン酸からアミノ基を受け取ることで合成されます。また、パルミジャーノ・レジャーノチーズのシャリシャリとした食感の結晶がチロシンであることは有名です。
造岩鉱物の成れの果て
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造岩鉱物から粘土鉱物への風化の後、カオリナイトはさらに水と反応してギブス石と二酸化ケイ素になる。ギブス石はCECがなく、二酸化ケイ素も栽培に不利なため、造岩鉱物の風化の行き着く先は栽培難易度の高い赤黄色土と呼ばれる土壌となる。
赤黄色土は日本土壌インベントリーで容易に確認できる。ギブス石はさらに風化してボーキサイトになる可能性があるが、ここでは触れない。
火山ガラスとは何か？
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火山ガラスは、急速に冷えたマグマからできる非晶質な物質です。黒曜石や軽石などがあり、風化すると粘土鉱物であるアロフェンに変化します。軽石は風化すると茶色い粘土になり、これはアロフェンを含んでいます。このことから、軽石を堆肥に混ぜると、アロフェンが生成され団粒構造の形成を促進し、堆肥の質向上に役立つ可能性があります。軽石の有効活用として期待されます。
造岩鉱物の長石が風化するとどうなるか？
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カリ長石(KAlSi3O8)は水と二酸化炭素と反応し、カオリナイト(Al2Si2O5(OH)4)、炭酸カリウム(K2CO3)、二酸化ケイ素(SiO2)を生成します。カオリナイトは1:1型粘土鉱物の一種です。二酸化ケイ素は石英などの鉱物になります。ただし、長石からカオリナイトへの風化は段階的に進行し、両者間には複数の粘土鉱物が存在します。造岩鉱物と土壌の関係を深く理解するには、これらの粘土鉱物についても学ぶ必要があります。
造岩鉱物の長石を見る
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長石は、アルカリ金属やアルカリ土類金属のアルミノケイ酸塩を主成分とする鉱物グループです。ケイ酸四面体が三次元的にすべて結合したテクトケイ酸構造を持ち、その隙間にナトリウムやカリウム、カルシウムなどが配置されます。
テクトケイ酸は、ケイ酸四面体の4つの頂点がすべて他のケイ酸四面体と結合した構造をしています。すべてのケイ酸が完全に結合しているわけではなく、結合度の低い箇所が存在し、そこに金属イオンが入り込みます。
完全に結合したテクトケイ酸はSiO2と表され、石英となります。長石は石英と異なり、テクトケイ酸構造中に金属イオンを含むため、様々な種類が存在します。
改めて同型置換について見る
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同型置換とは、粘土鉱物の結晶構造中で、Si四面体が壊れ、代わりにAl四面体が配置する現象です。Si四面体のSiはAlと置き換わるのではなく、結晶が壊れて再構成する際にAl四面体が組み込まれる形となります。壊れたSi四面体はSi(OH)4として水に溶けると考えられます。同型置換により結晶構造は負に帯電し、CEC（保肥力）が増大します。pHや温度が同型置換に影響を与える可能性があります。
造岩鉱物の黒雲母を見る２
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黒雲母の結晶構造は、ケイ酸の平面網状型重合体層間にAl、OH、Kが挟まれた構造をしています。Kは層間に位置し、2:1型粘土鉱物と類似していますが、黒雲母には水分子層が存在しません。2:1型粘土鉱物は層間にMⁿ⁺イオンと水分子を保持しており、これが保肥力に影響を与えると考えられています。水分子層の存在が黒雲母と2:1型粘土鉱物の大きな違いであり、その形成条件を理解することが重要です。そこで、粘土鉱物の構造と化学組成に関する文献を参考に、水分子層の形成メカニズムを詳しく調べていきます。
造岩鉱物の黒雲母を見る１
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黒雲母は、フィロケイ酸と呼ばれる層状のケイ酸が特徴の鉱物です。2:1型の粘土鉱物に似た構造を持ち、ケイ酸が平面的に網目状に結合した「平面的網状型」構造をとります。この構造は、粘土鉱物の結晶構造モデルにおける四面体シートを上から見たものに似ています。黒雲母は、風化によって粘土鉱物に変成する過程で、その層構造が変化していくと考えられています。
造岩鉱物の角閃石を見る
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鉱物の風化速度は結晶構造に影響されます。単鎖構造のケイ酸塩鉱物（例：輝石）は複鎖構造（例：角閃石）よりも風化に弱く、複鎖構造はさらに重合が進んだ環状構造（例：石英）よりも風化に耐性があります。これは、重合が進むほどケイ酸イオンが安定し、風化による分解に抵抗するためです。
そのため、角閃石は輝石やかんらん石よりも風化に強く、風化が進んでから比較的長い間、元の形態を保持できます。
改めて蛇紋石を見る
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蛇紋石は、かんらん石が水と反応して生成されるケイ酸塩鉱物です。化学的には1:1型粘土鉱物に分類されますが、その構造は異なる可能性があります。愛媛大学の研究では、蛇紋石の一種であるアンチゴライトの結晶構造が、Mg八面体とSi四面体が層状に重なっていることが判明しています。この構造は1:1粘土鉱物の構造に似ており、蛇紋石が1:1粘土鉱物として分類される理由を説明できる可能性があります。
造岩鉱物の輝石を見る
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輝石はかんらん石よりもケイ酸の重合が進んだ構造を持っており、そのため風化しにくい。ケイ酸が一次元の直鎖状に並んでおり、その隙間に金属が配置されている。この構造では、金属が常に外側に露出しているように見えるが、ケイ酸塩鉱物では重合が進んだ構造ほど風化速度が遅くなることが知られている。つまり、輝石の金属溶脱はかんらん石よりも起こりにくい可能性がある。
和歌山城の石垣を見に行った
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この記事は、筆者が家族で和歌山城を訪れた際の体験記です。長男が城に興味を持ったきっかけが忍者のイベントだったことや、筆者自身は以前から中央構造線付近に位置する和歌山城の石垣に使われている緑色片岩に興味を持っていたことが書かれています。
和歌山城では、天守閣に至るまでの石垣や道に緑色片岩がふんだんに使われており、その見事な緑色に筆者は大変満足した様子が伺えます。
記事内では和歌山城の石垣が緑色片岩でできている理由として、和歌山城が位置する和泉山脈と中央構造線の関係性についても触れられています。
紀北と紀の川
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和歌山県紀北地方は、和泉山脈南麓に広がる和歌山平野に位置し、紀の川が流れる。瀬戸内海性気候で降水量が少なく温暖なため、桃の栽培が盛ん。紀の川は中央構造線に沿って流れ、結晶片岩の土砂を運ぶ。結晶片岩は水はけが良く、桃栽培に適した土壌となる。紀北地方を訪れた筆者は、結晶片岩と桃栽培の関係性を農業史の観点から探求したいと考えている。
チロシンとバイオフェノール
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記事は、漆かぶれの原因物質であるウルシオールと類似した構造を持つアミノ酸、チロシンについて解説しています。特に、環境負荷の高い従来のフェノール製造法に代わり、チロシンからバイオフェノールを生成する微生物工学を用いた新しい製造法に焦点を当てています。
ハードチーズの熟成中に現れるチロシンの結晶は、旨味を示す指標となります。また、植物ホルモンであるサリチル酸は、チロシンから合成され、病原体に対する防御機構として働きます。さらに、一部のマメ科植物は、チロシンからアレロケミカルを生成し、他の植物の成長を抑制したり、害虫から身を守ったりしています。
このように、チロシンは食品、植物、微生物など、様々な分野で重要な役割を果たしています。
ベンゼン環を持つアミノ酸のチロシンはアレルゲンとなり得るか？
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ミカンには、β-クリプトキサンチン、ノビレチン、タンゲレチンなどの機能性成分が豊富に含まれています。β-クリプトキサンチンは強い抗酸化作用を持ち、発がん抑制効果や骨代謝改善効果などが期待されています。ノビレチンとタンゲレチンはフラボノイドの一種で、特にミカン科の果物に多く含まれており、抗アレルギー作用や抗肥満効果などが期待されています。これらの機能性成分は、ミカンを摂取することで健康促進に役立つ可能性があります。
漆かぶれは接触性皮膚炎
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漆かぶれはウルシオールを含む漆に触れることで起こる接触性皮膚炎です。ウルシオールはフェノールの一種で、細胞膜を破壊する作用があります。
生物学の実験では、フェノールを用いて細胞からDNAを抽出するフェノール・クロロホルム抽出が行われます。ウルシオールはフェノールに類似しており、皮膚から浸透して同様の作用を引き起こします。
ただし、漆に触れてもかぶれない人は、ウルシオールを認識する免疫反応が弱いか、または存在しません。また、ウルシオールとベンゼン環を含むアミノ酸のチロシンとの関係については、アレルギー反応を引き起こすかどうかは不明です。
硝石の製造方法について
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白川郷ではかつてトイレの横で硝石を作っていました。硝石は黒色火薬の原料となる物質です。伝統的な製法は手間がかかりますが、牛糞と草木灰から硝酸とカリウムを取り出すことで精製できます。牛糞と草木灰はカリウム肥料としても有用ですが、リン酸やカルシウム過多になる可能性も。硝石製造の過程でリン酸やカルシウムだけを取り除くことができれば、よりバランスの取れた有機肥料を作れるかもしれません。
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古墳時代の人々はどのようにして適地を見つけたのか？
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古墳時代の人々は、神聖な場所や果樹の適地を探す際に、緑色岩帯を好んで選んでいました。現代のような道路や地質図がない時代、彼らはどのように適地を見つけていたのでしょうか？
彼らは、断層によってできた谷や川岸、海岸線などの自然の地形を道として利用していました。そして、山中の地質を直接確認するのは難しいため、川や海岸に転がる石に着目していたと考えられます。川の石は、その地域の地質を反映しているからです。
彼らは、川辺を歩きながら石を観察し、緑色岩帯の指標となる特徴的な石を見つけることで、目的の場所へとたどり着いていたのかもしれません。
五十鈴川と瀧祭神
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この記事は、伊勢神宮の五十鈴川と瀧祭神について解説しています。清流で知られる五十鈴川は、参拝前に心身を清める場とされ、その神聖さから川の神を祀る瀧祭神が存在します。社殿はなく石畳に祀られているそうですが、具体的な写真はありません。筆者は、石畳の石は美しい青色片岩や緑色片岩ではないかと推測し、青い石が持つ不思議な力について言及しています。そして、伊勢神宮への再訪を希望しています。
いろんな色の結晶片岩２
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橘本神社の向かいの川原には、緑色の結晶片岩が多く見られる。しかし、近づいてみると薄茶色の結晶片岩も存在する。これは砂岩が変成作用を受けた砂岩片岩の可能性がある。濃い茶色の部分は、鉄の酸化または緑泥石の風化が考えられる。ルーペを使ってさらに詳しく観察することで、その正体に迫ることができるだろう。
橘本神社とヤマトタチバナ
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和歌山県海南市にある橘本神社は、お菓子の神様として知られる田道間守が祀られており、彼が常世の国から持ち帰ったとされる橘の木が植えられています。境内には、ミカンに関する資料館(常世館)があります。また、階段や石垣には結晶片岩が使われており、これは田道間守が常世の国に似た場所でタチバナを育てる際、結晶片岩を目印としたのではないかという推測を著者は立てています。
石英を多く含むであろう珪質片岩
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白い層が多い結晶片岩を分析し、珪質片岩である可能性を探っています。白い部分は滑らかで、石英の特徴と一致するためです。透明感があり層状になっていることから、変成作用前の石英の状態に思いを馳せています。滑石片岩の可能性もありますが、透明感から珪質片岩の可能性が高いと推測しています。白い箇所はすべすべとしていますが、透明感があるため滑石片岩ではないと考えられます。変成作用を受けても残る石英の透明感から、過去の状態を想像しています。
緑色片岩の表面に無数の白い斑点
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緑色の片岩の表面に見られる無数の白い斑点は、斜長石の斑状結晶の可能性があり、点紋片岩と呼ばれる岩石の特徴と一致する。点紋片岩は緑色片岩だけでなく、黒色片岩などにも見られる。著者は「くらべてわかる岩石」を参考に、白い斑点の正体と点紋片岩の存在を知り、今後の岩石観察の参考にしたいと考えている。
キラキラ光る珪質片岩
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ミカンの園地で見つけたキラキラ光る白い結晶片岩について考察しています。この石は薄く層状で、光沢は絹雲母という鉱物によるものらしいです。絹雲母は火山岩の熱水変質でできるため、珪質片岩に含まれていても不思議ではありません。絹雲母はカリウムを含んでいるので、ミカンの栽培に役立っているかもしれませんね。
くらべてわかる岩石という良書と出会った
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ミカン栽培の上級者は、良いミカンができる土地には青い石（結晶片岩）が多いことに気づき、土壌と母岩の関係に関心を寄せている。
しかし、素人が岩石を見分けるのは難しく、良い図鑑が求められていた。
「くらべてわかる岩石」は、似た岩石の見分け方が豊富で、結晶片岩も多数掲載。栽培技術向上に役立つこと間違いなし。
土壌の物理的特性を理解するには、岩石を構成する鉱物の化学的性質を解説した書籍も必要となる。
いろんな色の結晶片岩
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この記事は、異なる色の結晶片岩を観察し、その母岩と土壌への影響について考察しています。
筆者は、黒色片岩、褐色の珪質片岩らしき層、灰色の層からなる結晶片岩を観察し、その成り立ちについて考察しています。特に、褐色と灰色の層が珪質片岩である可能性について触れ、珪質片岩の色は由来となる岩石によって変わることから、どちらも珪質片岩の可能性があることを示唆しています。
そして、園地でこのような結晶片岩が多い場合、ミカン栽培の秀品率向上には期待できないのではないかと推測しています。これは、過去の園地の土壌とミカンの品質に関する記事の内容を踏まえた考察です。
紅簾石片岩はチャート由来の変成岩
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針谷宥氏の「高温・高圧のはなし」は、鉱物合成の歴史と地球科学の知識進展を解説する。古代からの錬金術やダイヤモンド合成の試みを紹介し、19世紀後半からの高温高圧実験技術の発展を辿る。特に、1950年代以降のベル研究所やGE社の貢献を強調し、人工ダイヤモンド合成成功が地球内部の物質や構造理解に繋がることを示す。さらに、地球内部の超高圧状態を再現する装置開発競争や、高温高圧下での鉱物合成が地球科学に革命をもたらしたと結論付ける。
栽培者の求める最高の肥料は地下深くで形成される
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この記事は、「青い石」と呼ばれる緑色片岩が、どのようにして優れた肥料となるのかを地質学的な視点から解説しています。
海底火山で生まれた玄武岩は、プレート移動により日本列島へ移動し、陸のプレート下に沈み込みます。その過程で強い圧力と熱を受け、変成作用によって緑泥石を多く含む緑色片岩へと変化します。
緑色片岩は、もとの玄武岩由来のミネラルに加え、海水由来のミネラルも含み、さらに、その層状構造から容易に粉砕され、植物が吸収しやすい状態になります。また、粘土鉱物である緑泥石は腐植と相性が良く、理想的な土壌環境を作ります。
このように、地下深くで長い年月をかけて形成された緑色片岩は、栽培者にとって理想的な肥料と言えるでしょう。
青い石を理解するために鉱物の緑泥石化作用を見る
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枕状溶岩を見るため、大阪府高槻市にある本山寺を訪れた。本山寺は、安山岩でできた山中に位置している。周辺の地層は、古生代ペルム紀に海底火山活動でできた「超丹波帯」の一部と考えられている。境内で観察できる岩石は、緑色片岩に変質した安山岩で、その中に枕状溶岩が見られる。枕状溶岩は、水中に噴出した溶岩が急速に冷やされて固まった際にできる特徴的な形状をしている。本山寺の枕状溶岩は、かつてこの地が海底火山の活動する場所だったことを示す貴重な証拠である。
地球の窓は栽培者にとっての栽培の教材でもある
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この記事は、良質なミカン栽培に欠かせない「青い石」こと結晶片岩について解説しています。
筆者は、結晶片岩が産出する三波川変成帯について調べ、その中でも「地球の窓」と呼ばれる埼玉県長瀞が結晶片岩の観察に適した場所であることを知ります。
しかし、大阪在住の筆者にとって長瀞は遠方のため、ジオパーク秩父のガイドブックを取り寄せることにします。
過去に長瀞を訪れた経験を持つ筆者ですが、当時は結晶片岩と栽培の関係に気づいていなかったため、改めてガイドブックを通して学びを深めようとしています。
ミカンに含まれる機能性成分
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ミカンには、リラックス効果のあるGABAだけでなく、交感神経を興奮させる作用を持つシネフリンも含まれています。シネフリンは、アミノ酸のチロシンと似た構造を持つアルカロイドで、主にミカン科の果実に含まれています。
このように、ミカンは様々な物質を含み、単純に味が甘い、酸っぱいといったことだけでは判断できない複雑な果実と言えるでしょう。
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。
加茂宮ノ前遺跡と阿波の結晶片岩製の石棒
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徳島県の加茂宮ノ前遺跡は、最古級の鉄器生産鍛冶炉や最大規模の水銀朱生産地として知られています。興味深いことに、信仰されていた阿波の結晶片岩製の石棒も多数出土しています。
この石棒の信仰は、徳島産の緑色片岩（阿波の青石）への関心を高めます。緑色片岩は、知的好奇心をそそる特性を持ち、大阪府の古墳にも使用されています。
加茂宮ノ前遺跡は、縄文時代には海に近かったと考えられますが、弥生時代には海抜が低下し、平野が増えて稲作に適した土地になった可能性があります。
三温糖はどのようにしてできる？
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三温糖は、上白糖精製の過程で出る、糖分を含む上澄みを煮詰めて作られます。上澄みには微量の不純物が残っており、煮詰める過程で糖同士が結合しカラメル化するため、薄い褐色と特有の苦味を持つようになります。つまり、上白糖の純度を高める過程で生まれた副産物が、三温糖として利用されているのです。
白い砂糖はどのようにできる？
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白い砂糖は、サトウキビから作られる原糖を精製して作られます。工場に運ばれた原糖は、糖液に溶かされ、石灰乳や炭酸ガスを用いて不純物が取り除かれます。その後、骨炭やイオン交換樹脂でさらに精製され、濃縮・結晶化を経て、白い砂糖が出来上がります。精製は、収穫場所から離れた工場で行うことが可能です。このように、白い砂糖は、原糖から複雑な工程を経て作られています。
室町時代の甘味料を考える
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苦味や渋みの原因となるタンニンは、植物由来のポリフェノールの一種で、渋柿やお茶、コーヒー、ワインなどに含まれています。タンニンは、口の中で唾液中のタンパク質と結合し、凝固させることで渋みを感じさせます。
タンニンの効果としては、抗酸化作用、抗菌作用、消臭効果などがあり、健康に良いとされています。しかし、過剰に摂取すると、鉄分の吸収を阻害したり、便秘を引き起こす可能性があります。
タンニンは、お茶やワインの熟成にも関与しており、時間の経過とともに変化することで、味わいをまろやかにしたり、香りを複雑にしたりします。
ヒトの進化における尿酸の役割
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植物は、水中生活から陸上生活に移行する際に、過剰な光エネルギーへの対策として様々な進化を遂げました。その一つが、光合成の補助色素であるカロテノイドの獲得です。カロテノイドは、強光下で発生する活性酸素から植物自身を守る役割を担っています。水中は光が届きにくいため、水中生活を送っていた祖先は、光合成に必要な光エネルギーを得ることに苦労していました。しかし、陸上進出に伴い光が豊富に得られるようになると、今度は過剰な光エネルギーが細胞に損傷を与えるという問題が生じました。そこで、植物はカロテノイドを進化させることで、過剰な光エネルギーを吸収し、熱エネルギーに変換することで無害化することを可能にしました。
プリン体の摂り過ぎは注意の理由は何だ？
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旨味成分であるイノシン酸は、体内で分解されて尿酸となります。尿酸は水に溶けにくいため、過剰に蓄積すると関節などに結晶化し、激痛を伴う痛風を引き起こすことがあります。
しかし、尿酸は必ずしも悪者ではなく、進化論的に見ると興味深い側面も持ち合わせています。
記事では、植物の発根を促進する物質として、旨味成分であるグルタミン酸に着目し、イノシン酸にも同様の効果があるかどうかを実験で検証しています。
リン鉱石は何処にある？
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リン鉱石の起源を探る記事。生物由来説に加え、トリプル石という鉱物由来の可能性を考察。トリプル石は花崗岩ペグマタイトに存在し、リン鉱石の主成分である燐灰石も周辺で発見されることから、二次鉱物として生成された可能性を示唆。しかし、トリプル石は希少であるため、鉱物由来のリン酸は生物に吸収され、量が減った可能性も示唆している。
光ストレス緩和の為のフラボノイド
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植物は、病害虫や紫外線など様々なストレスから身を守るため、様々な防御機構を備えている。その中でも重要な役割を果たすのが、芳香族アミノ酸であるフェニルアラニンやチロシンから合成される二次代謝産物だ。これらは、リグニン、サリチル酸、フラボノイドといった物質の原料となる。リグニンは細胞壁を強化し、病原菌の侵入を防ぐ。サリチル酸は、病原菌に対する抵抗性を高めるシグナル物質として働く。フラボノイドは、紫外線吸収剤や抗酸化物質として機能し、光ストレスや酸化ストレスから植物を守る。つまり、芳香族アミノ酸は植物の防御システムの基盤を担っており、健全な生育に不可欠な要素と言える。
闘鶏野神社と闘鶏山古墳
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大阪府高槻市の闘鶏野神社の裏山には闘鶏山古墳があり、その石室には阿波（徳島県）産の青石が使われている。古墳時代、遠隔地から重い石材が運ばれたことに疑問を持った著者は、海路による輸送を仮説として提示する。 闘鶏野神社は名神高速道路を跨ぐ珍しい構造で、祭神は天照皇大神、応神天皇、天児屋根命など。創建は不明だが、元は八幡大神宮と呼ばれ、氷室の氏神として崇敬されていた。闘鶏野の地名は仁徳天皇の猟場に由来するとされる。
吉野川で緑泥片岩探し
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緑泥石を含む緑泥片岩が吉野川に多く存在する理由を探るため、著者は大歩危下流の川辺を調査。安全な場所を地元住民の行動から判断し、川原の石を観察した。扁平な緑色の石が多く、図鑑を参考に緑泥片岩を特定。顕微鏡で確認すると緑色で、緑泥石に加え黄緑色の緑廉石も含む可能性が高いことがわかった。また、窪みのある石も見つかり、粘土鉱物である緑泥石が水に溶けやすく風化しやすい性質から、窪みが形成されたと推測。このことから、緑泥石が川の水に溶け込み、下流の土壌形成に影響を与えている可能性を示唆している。
大歩危の三名含礫片岩
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著者は高知からの帰路、車窓から大歩危の鮮やかな緑色の岩に気づき、三波川変成帯の緑泥岩等と関連付け、秀品率への影響に興味を持った。現地では、薄く押しつぶされた片岩を多数確認し、プレートの圧力の強さを実感。目的は徳島県指定天然記念物の三名含礫片岩を見ることで、礫岩が高圧変成作用で扁平化した様子、うっすら緑色の岩に含まれる緑色の扁平な石を確認した。大歩危での観察は複数回に渡り報告される予定。
カルシウムで団粒構造形成を促進を謳う土壌改良剤
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酸性土壌では、アルミニウムイオンが溶け出し、植物に有害となる。しかし、ある種の植物は、このアルミニウムを体内に取り込み無毒化したり、土壌中の有機酸とアルミニウムが結合することで無毒化する戦略を持つ。具体的には、クエン酸やリンゴ酸などの有機酸を根から分泌し、アルミニウムとキレート錯体を形成するか、アルミニウムイオンと腐植が結合し、植物への吸収を抑制する。これらのメカニズムにより、植物はアルミニウム毒性から身を守り、酸性土壌でも生育することが可能となる。
粘土有機複合体から粘土鉱物肥料についてを考える
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粘土鉱物を肥料として活用する目的は腐植蓄積だが、粘土鉱物と腐植の繋がりは疑問が残る。2:1型粘土鉱物は正電荷が少ないため、有機物とのイオン結合による蓄積モデルでは説明が不十分。しかし、現実には2:1型粘土鉱物投入で土壌改良効果が見られる。これはAl由来の正電荷以外の結合機構を示唆する。ヒントとして、カオリン鉱物と酢酸カリウムの水素結合、スメクタイトとアルキルアンモニウムの正電荷による結合が挙げられる。腐植蓄積にはこれら以外のメカニズムが関与していると考えられ、特定の肥料と現象がその鍵を握る可能性がある。
注目の資材、ゼオライトについて再び
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ゼオライトは、沸石とも呼ばれる多孔質のアルミノケイ酸塩鉱物で、粘土鉱物のように扱われるが粘土鉱物ではない。凝灰岩などの火山岩が地中に埋没し、100℃程度の熱水と反応することで生成される。イオン交換性や吸着性を持つ。記事では、凝灰岩が熱水変質によってゼオライトや粘土鉱物などに変化する過程が解説され、同じ火山灰でも生成環境によって異なる鉱物が形成されることが示されている。ベントナイト系粘土鉱物肥料の原料である緑色凝灰岩とゼオライトの関連性にも触れられている。
く溶性苦土と緑泥石
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徳島県吉野川市周辺では「青い石が出る園地は良いミカンが出来る」という言い伝えがある。この青い石は緑泥石片岩で、三波川変成帯でよく見られる。緑泥石片岩は、マグネシウム肥料の原料となる水滑石（ブルーサイト）を生成する場所であることから、土壌にマグネシウムが豊富に含まれる。さらに、緑泥石片岩は風化するとカリウムやマグネシウム、2:1型粘土鉱物を含む肥沃な土壌となる。これらの要素がミカン栽培に適していると考えられ、地元農家からは土地への高い信頼が寄せられている。
石灰岩はどう出来る？続成作用
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石灰岩は炭酸カルシウムを主成分とする堆積岩で、その成り立ちは遠い海と深く関わっている。陸から運ばれた堆積物が続成作用で固まる過程で、石灰岩も形成されるが、主成分である炭酸カルシウムの由来は陸起源ではない。実は、サンゴなどの生物の遺骸が遠方の海で堆積し、長い年月をかけて地殻変動により陸地へと現れることで、石灰岩が形成される。つまり、現在の日本の石灰岩は、かつてハワイのような温暖な海で形成されたサンゴ礁の名残である。
風化した斑れい岩を観察する前に斑れい岩について整理しよう
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竹野海岸のグリーンタフ（緑色凝灰岩）は、日本海形成時の火山活動で噴出した火山灰が海底に堆積し、熱水作用で変質した岩石。その緑色は、含まれる鉱物中の鉄イオンが酸化第二鉄から酸化第一鉄に変化したため。風化すると褐色になる。
グリーンタフは、その形成過程から、当時の日本海の環境や地殻変動を知る上で重要な手がかりとなる。周辺には、グリーンタフが風化してできた粘土質の土壌が広がり、水はけが悪く、稲作には不向きだが、果樹栽培などに適している。
記事では、グリーンタフを観察しながら、岩石の風化と土壌形成のプロセス、そして地域の農業との関連について考察している。火山活動が生み出した岩石が、長い時間をかけて土壌へと変化し、地域の産業に影響を与えていることを示す好例と言える。
土を理解する為に石英を見詰める
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鉱物の風化と植物の死が、岩石を土壌へと変える過程を解説している。岩石は、風化によって物理的・化学的に分解され、細かい粒子となる。物理的風化は、温度変化や水の凍結などにより岩石が砕ける現象。化学的風化は、水や酸素などが岩石と反応し、組成が変化する現象。生成した粘土鉱物は保水性や保肥性に優れ、植物の生育に適した環境を作る。さらに、植物の死骸は微生物によって分解され、有機物となる。この有機物は土壌に養分を供給し、団粒構造を形成、通気性や保水性を向上させる。つまり、岩石の風化と植物の死骸の分解が土壌生成の重要な要素であり、両者の相互作用が豊かな土壌を育む。
強力な温室効果ガスの一酸化二窒素
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地球温暖化による台風被害増加への懸念から、温室効果ガス削減の必要性を訴える。二酸化炭素の300倍の温室効果を持つ一酸化二窒素に着目し、その排出源を考察。一酸化二窒素は土壌中の微生物の脱窒作用で発生し、窒素系肥料の使用増加が排出量増加につながると指摘。特に高ECの家畜糞堆肥の使用は土壌の硝酸呼吸を活発化させ、一酸化二窒素排出を促進する可能性が高いと推測。慣習的な家畜糞堆肥による土作りは、土壌の物理性・化学性を悪化させ、地球温暖化、ひいては台風被害の増加に寄与する恐れがあり、環境問題の観点から問題視している。
カブトムシの黒色は何の色素？
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カブトムシの黒い色はメラニン色素による。蛹は白いが、羽化後にチロシンからL-ドパを経てメラニンが合成・蓄積され黒色となる。メラニンは昆虫の体色決定だけでなく、外傷や感染時の防御にも関わる。カブトムシの死骸が土に還る際、メラニンの分解過程は興味深い研究対象となる。メラニンはフェノール性化合物であり、菌類も老化に伴い蓄積することが知られている。
白カビが熟成に関与するカマンベールチーズ
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カマンベールチーズは、ナチュラルチーズの一種で、牛乳凝固後のカードを圧搾せず、表面に塩を塗って白カビ（Penicillium camemberti）を植え付けて熟成させる。圧搾しないため水分が多く、白カビが乳タンパクや乳脂肪を分解する。この分解過程でカゼインからアンモニアが生成され、チーズのpHが上がり、カマンベール特有の風味を生み出す。白カビはアンモニア以外にも様々な物質を生成するが、詳細は次回に続く。
味噌の表面でもチロシンの析出
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味噌やハードチーズの表面に析出する白い結晶は、チロシンである可能性がある。以前、無添加味噌にカビが生えたと思ったが、チロシン結晶だったかもしれない。チロシンの析出は味噌ではL-アスコルビン酸の添加である程度抑制できる。麦味噌では低温保管時に表面にチロシンが析出し、カビや異物と誤認され商品イメージを損なう場合がある。チロシンはL-DOPAの合成に重要であるため、ハードチーズや味噌の表面にはチロシンが多く含まれていると言える。
ハードチーズの美味しさの目安のチロシンの結晶
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パルミジャーノ・レジャーノを購入し、長期熟成チーズに現れるチロシンの結晶を観察した。30ヶ月熟成のため高価だが、旨味成分であるグルタミン酸増加の目安となるチロシン結晶を実際に見てみたかった。切り分けたチーズには白い粒子が確認でき、接写で結晶らしきものを観察。結晶周辺の隙間はタンパク質分解で生じた可能性がある。チロシンは疎水性アミノ酸で微苦だが、その性質が結晶化に関係しているかもしれない。チロシンは様々な食品や栽培に関する情報でよく見かける物質である。
京都北部の舞鶴全般の土壌の考察
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舞鶴でのグローバック栽培に関する勉強会をきっかけに、地域の土壌と水質について考察。グローバック栽培は初期費用が安く土壌病害のリスクも低い一方、水耕栽培のため原水のpH調整が重要となる。舞鶴のある施設では原水pHが7.5と高く、周辺の地質が斑れい岩であることを確認。斑れい岩は塩基性火成岩で、pHを高める鉱物を多く含むため、水質も高pHになると推測。さらに、塩基性火成岩はカリウム含有鉱物が少なく、土壌分析の結果もカリウム不足を示唆。カリウムは根の吸水に重要で、舞鶴の栽培ではカリウム肥料の施用が必須。土壌だけでなく、散水に使う川の水のミネラル組成も考慮する必要がある。
トチノキの実のアクとは何か？
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トチノキの実のアクの正体は、タンニンとサポニンである。特にサポニンは、界面活性作用で細胞膜を破壊する性質を持ち、人体に毒性がある。このため、生食はできない。しかし、縄文時代の人々は灰汁を用いたアク抜き方法を発見し、トチノキの実を貴重なデンプン源として利用した。サルでさえ食べないトチノキの実を、人は灰の活用によって食料とした。囲炉裏から得られる灰は、暖をとるだけでなく、食料貯蔵にも役立ち、人類の文化発展に貢献したと言える。
京都府の石、桜石
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京都府亀岡市にある桜石は、菫青石の仮晶で、都道府県の石に指定されている。泥質岩にマグマが貫入し、熱変成作用を受けてホルンフェルス化した際に再結晶した鉱物である。六角短柱状で、容易に割れる断面には花弁状の模様が現れることから「桜石」と呼ばれる。産地の積善寺・桜天満宮付近は付加体であり、周辺の山地には花崗岩が分布する。桜石の形成はマグマの熱変成作用と関連し、近隣に存在するラドン温泉の熱源も深成岩中の放射性鉱物の崩壊熱と推測される。
農薬の開発と病原菌の耐性獲得、再び農薬の開発へ
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細菌はプラスミドを通じて抗生物質耐性遺伝子などの情報を共有し、集団全体の生存率を高める。プラスミドは染色体とは別に存在するDNAの環で、接合と呼ばれるプロセスで他の細菌に伝達される。これは遺伝子の水平伝播と呼ばれ、異なる種間でも起こりうるため、耐性遺伝子の急速な拡散につながる。一方、プラスミドの維持にはエネルギーが必要なため、抗生物質が存在しない環境では、耐性遺伝子を持つプラスミドは失われることもある。このため、過去に使用されなくなった抗生物質が再び効果を持つ可能性がある。
有馬温泉の湯には何が溶けているか？
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鳥取砂丘の砂は、大部分が石英と長石で構成されており、これは花崗岩の主要構成鉱物と同じです。著者は砂丘で砂を採取し、実体顕微鏡で観察することで、砂粒の形状や色から鉱物種を推定しました。砂粒は全体的に白っぽく、透明感のあるものやピンクがかったものが見られました。透明感のあるものは石英、ピンクがかったものはカリ長石と推定されました。また、砂鉄の存在も確認されました。これらの観察結果から、鳥取砂丘の砂は、中国山地の花崗岩が風化・侵食され、千代川によって運ばれてきたものと推測されます。砂丘で採取した砂は、顕微鏡観察だけでなく、今後、X線回折などで本格的に分析する予定です。
続・BBQ後の炭は土に還らない(以下省略)
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BBQ後の木炭を土に埋めても環境に悪影響はないのか？という問いに対し、記事は肯定的な見解を示している。木炭の主成分は炭素化合物であり、燃焼後は灰(ミネラル)か未燃焼の無定形炭素が残る。灰はミネラル肥料のように土壌にプラスに働く。無定形炭素は石炭と同様の物質で、土壌中に存在しても植物の生育を阻害するようなものではなく、むしろ土壌改良効果が期待できる。木炭は脆いため、土中で植物の根などによって容易に破砕され、土壌の一部となる。ただし、燃焼中の木炭を土に埋めるのは火災の危険があるため厳禁である。関連記事では、土壌中のアルミニウムが腐植と結合し、微生物による分解から腐植を守り、土壌の肥沃度を維持する役割を担っていることが説明されている。
雷雨の翌日は植物らが活発になる
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雷雨の翌日に植物が活発になるのは、雨中のマグネシウムや落雷による窒素酸化物など、葉面吸収による栄養分の供給が関係していると考えられる。雨には無視できない量のマグネシウムが含まれており、落雷のエネルギーは空気中の窒素を窒素酸化物に変換する。雷雨時は光合成が抑制されるため、根からの養分吸収は少ない。しかし、雷雨後には植物が急激に成長することから、葉面吸収によって得たマグネシウムや窒素酸化物を利用している可能性が高い。
赤い川と鉱山跡
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赤い川は土壌中の鉄分が水に溶け、鉄細菌の働きで水酸化鉄(Ⅲ)が生成されることで発生する。鉱山跡のズリ山に含まれる硫化鉱物が風化し硫酸を生成、土壌の鉄分を溶出させるケースもある。この硫酸は強い酸性で、周辺環境に悪影響を与える可能性があり、過去には鉱山からの硫酸流出で麓の産業が壊滅状態になった事例もある。質問者の畑付近にはマンガン鉱山跡が存在し、茶畑が広がっていることから、鉱山由来の酸性土壌が茶栽培に適した環境を提供している可能性が示唆される。赤い川周辺の植物には目立った生理障害は見られなかった。
徳島の名水の江川の湧水
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徳島でのネギ栽培者向け勉強会の休憩中、公民館で「江川の湧水」の看板を見つけた著者は、珍しい地質の三波川変成帯にある名水への期待を膨らませた。勉強会後、湧水を見に行ったが、水は湧いていなかったものの、川底に緑色の石を発見。これは、この地域特有の緑泥石で、ベントナイトに含まれる緑の石に似ていた。緑泥石はマグネシウムを含む鉱物で、周辺の石材屋や石垣、畑でも多く見られた。著者は、緑泥石が風化してマグネシウムを土壌に供給し、この地域の栽培を容易にしているのではないかと推測した。
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。
栽培にとっての苦土の基のかんらん石
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大阪市立科学館で展示されている大きなかんらん石は、マグネシウムを含む苦土かんらん石(MgSiO₄)である。かんらん石は、マグネシウムを含む苦土かんらん石と鉄を含む鉄かんらん石に大別される。苦土かんらん石を主成分とする岩石の蛇紋岩が水的作用で変性すると、熱水で溶出して再結晶化し苦土石となる。苦土は栽培にとって重要な鉱物である。著者は、超苦鉄質の地質エリアでかんらん石の小石を探したいと考えている。
注目の資材、ゼオライトについて知ろう
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ゼオライト（沸石）は、結晶構造内に水を含み、加熱すると沸騰しているように見えることから名付けられた。化学組成は(Na,K)Ca₄(Al₉Si₂₇O₇₂)・29H₂Oなどで表され、多くの種類が存在する。ケイ素(Si⁴⁺)とアルミニウム(Al³⁺)が骨格内で入れ替わることで結晶全体が負に帯電し、この負電荷により陽イオンを吸着するため、土壌改良材として保肥力(CEC)向上に効果がある。また、結晶構造内の空隙に水を吸着するため、保水性も高い。
淡い黄色の石英
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淡い黄色の石英、黄水晶は、角閃石を含む石英のペグマタイト中に見られる。微量の鉄が石英内に散りばめられることで淡い黄色となる。ペグマタイトは花崗岩質マグマの冷却過程で形成される粗粒な鉱物集合体で、石英、長石、雲母などの大きな結晶や希少鉱物を含む。マグマ中の水分が集中し、鉱物の成長を促進する空洞ができるため、大きな結晶が育ちやすい。つまり、花崗岩地帯のペグマタイトには、価値のある宝石が隠れている可能性がある。
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。
鉄鉱跡近くにある鍾乳洞
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奈良県天川村洞川の鉄鉱山跡訪問に際し、近隣の面不動鍾乳洞を探検。モノレールで登った洞窟内は鍾乳石でいっぱいだった。鍾乳洞は石灰岩が二酸化炭素を含んだ雨水で溶かされ形成される。溶けた炭酸カルシウムは洞窟内で方解石として再結晶化し、鍾乳石となる。天川村洞川は石灰岩地帯であることが判明。この土地で鉄鉱山がどう形成されたのか、また、村内でよく見かける白い石の正体についても考察したい。
鉱物は栽培上の問題の解決案を教えてくれる
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牛糞堆肥は土壌改良に有効とされるが、窒素過多による生育阻害、雑草種子混入、病害虫リスク、臭気問題などデメリットも多い。特に老朽化水田のような硫化鉄(II)を含む土壌では、牛糞堆肥の窒素により硫化水素が発生し、根腐れを引き起こす可能性がある。さらに、牛糞堆肥の分解過程で生成されるアンモニアは土壌pHを一時的に上昇させ、硫化水素発生を促進する。したがって、老朽化水田の改良には牛糞堆肥ではなく、腐植酸やミネラル豊富な堆肥を選択するべきである。
交差点にある大きな岩
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○○丘の住宅地のある交差点に、人より大きな岩がある。アスファルトは岩を避けるように舗装されている。岩は縦方向に白い結晶の縞模様（流理構造）があり、流紋岩と推測される。近くに600m級の山があり、岩はその山と関係があるかもしれない。近いうちに山へ行き、調査する予定。
非殺虫性のBTは人の癌細胞を選択的に破壊する
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非殺虫性のバチルス・チューリンゲンシス菌が生成する結晶性タンパク質「パラスポリン」が、ヒトの癌細胞を選択的に破壊することが九州大学の研究で判明した。このタンパク質は、培養した癌細胞を顕微鏡で観察すると破壊していく様子が確認できる。この発見は、以前話題になった遺伝子組み換え作物と土壌微生物の関係性を見直す契機となるかもしれない。土壌微生物が哺乳類に作用するタンパク質を生成する理由は不明だが、パラスポリンの安全性検証が進めば、癌治療や遺伝子組み換え作物の活用に新たな展開が期待される。
オーガニックとGMO、突き詰めると同じことが起こってる
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農薬不使用のオーガニック栽培において、作物自身がBT毒素に似た殺虫性を持つ現象が確認された。これは遺伝子組み換え作物ではなく、F1品種で発生した。土壌中の細菌との共生により、作物がBT毒素を獲得した可能性が高い。つまり、オーガニック栽培でも、遺伝子組み換え作物と同様に植物以外の遺伝子が入り込み、同じ殺虫成分を持つことがある。オーガニック栽培で抵抗性獲得は大規模化が難しく、時間もかかるが、作物の味は圧倒的に優れる。ストレスが少ない環境で育つため、苦味成分が少ないためだ。自然の力を最大限に活かしたオーガニック栽培は、遺伝子組み換え技術とは異なるアプローチで同様の結果をもたらす可能性がある。
