地球と気象・地震を考える地球と気象・地震を考える人工物質が環境を破壊し、肉体をも破壊していく。自然の摂理に立脚した社会のあり方を、みんなで考えていきましょう。2012-06-09【地球のしくみ】8~“岩石星”であるとともに、“水の星”でもある地球にしか存在しえない「粘土」~岩石と同様に地球表面に多く存在するのが、「粘土」です。前回の岩石・鉱物に引き続き、今回は「粘土」を扱っていきたいと思います。粘土といえば、水を加えるとどんどん柔らかくなり、色んな形に変形する。陶器などに代表されるように、焼くと非常に硬くなるというがぱっと思いつく特徴です。続きを読む前に応援クリックよろしく。粘土とは、大きさ0.002mmの粒子の集合体です。これほどまで小さな粒子は、どのような作用で作り出されるのでしょうか。前回の投稿にもあるように岩石は、岩石⇒石⇒砂とその粒子サイズはどんどんと小さくなっていきます。岩石が川や海の水に流されぶつかり合うことで、物理的な衝撃を受け小さくなっていくのです。小さな砂でも、その粒子サイズは2mm~1/16mm程度。粘土粒子はその約1000分の1の大きさであり、実はその間の大きさの粒子は無いのです。一気に大きさが1000分の1に変化しているのです。砂から粘土になるためには、上記のような物理的な作用だけでなく、化学的な作用が起こっています。その作用は「水和」という作用です。鉱物は、共有結合している二酸化ケイ素がイオン結合をし、巨大な結晶を形作っています。「水和」とは、水分子が長い時間かけて、鉱物と化学反応を起こし、間の金属のイオン結合を、切り離していくという化学反応です。実は水とは、強い溶解力を持ち、金属をイオン化し、どんどんと自らに溶かし込んでいく(=鉱物から切り離していく)力を持っているのです。【参考】るいネット:実在しない「純水な水」・・・強い溶解力を持つ「水」という物質(リンク)以下にカリ長石の事例を示しますこのように金属のイオン結合が切り離され、二酸化ケイ素単体の結晶に分解されていくのです。やって分解された、二酸化ケイ素は以下のような平べったい結晶を作ります。このような形では、巨大な結晶になることができないので、粒子の大きさは小さくなるのです。粘土は渇くと非常に細かい粒子ですが、ひとたび水を含むと粘り気を帯び、粘土独特のいろいろな形に変化する「あの感じ」になります。これは個々の微細な粘土粒子が、水を加えられることで、お互い引っ張り合うからです。この「粒子同士が引っ張り合う」力とは、どのような力なのでしょうか?それが「電気の力=クーロン力」です。上記の粘土粒子は、その構造を見るとわかるように、外側に酸素原子が来ています。よって粘土粒子の表面は、電気的にマイナスに帯電しています。その物質に水が含まれるとどうなるか?それをあらわしたのが以下の図です。このようにマイナスに帯電した粒子の表面に、プラスに帯電した水素イオン、もしくは水に溶け込んだ金属イオンが引き付けられ、さらにそこに別の粒子が引き付けられるということの繰り返しで、お互いの粒子同士がプラスとマイナスで引合うのです。やって水を含んだ粘土は、「電気の力=クーロン力」によって、あの独特の粘りを持つのです。粘土を加熱すると、どうなって行くのでしょうか?粘土を加熱すると、500°Cまでに粘土中に含まれる水分が完全の蒸発します。800°C前後になると、粘土分子から水H2Oが失われます。上記のカオリン:Al2Si2O5(OH)4を例にとると、H2Oが失われ、AL2O3・2SiO2になります。この段階で、粘土は一度結晶状態から非結晶状態となります。1000°C前後まで加熱が進むと、上記のAL2O3・2SiO2は再び結晶化します。(この物質をムライト、ムル石といいます)この段階では共有結合で結ばれた二酸化ケイ素を、金属がイオン結合で結んで巨大な結晶を作ります。このように粘土は、熱によりその分子構造を変化させ、別の物質になることで固まるのです。そのまま加熱していくとどうなるのでしょうか・・・1500°C以上に加熱していくと、二酸化ケイ素が結晶状態から解き放たれ、ランダムに共有結合を行う非結晶状態(アモルファス)になります。これを冷却したものがガラスなのです。これらの一連の流れをイメージ図に表したものが以下です。粘土とは水なしでは存在しえない物質こうやって見てみると岩石は水の力により分解(水和)され粘土となり、そして粘土は水を含むことによりその特性を発揮し、水を失うことで元の岩石に戻っていくのです。粘土とは水が無ければ存在しえないのです。太陽系において唯一水が存在する星が地球です。粘土とは、地球にしか存在しえない物質なのです。まとめ1.粘土とは、微細な粒子の集合体であり、その粒子サイズは実に砂の1000分の1以下である。2.鉱物は、水によってイオン結合が切り離され、二酸化ケイ素単体の結晶に分解されて粘土粒子となる。3.粘土粒子同士は、水を含むと帯電し、クーロン力で互いに引合う。4.粘土粒子は、熱を加えると、再び金属とイオン結合で結ばれ、岩石状態に戻る。加熱すると、二酸化ケイ素がランダムに共有結合で結ばれる非結晶状態となり、これを冷却するとガラスになる。次回は、そんな粘土を作り出す「水」が、なぜ地球にしか存在しないのかについて扱っていきたいと思います。展示会CommentNameCommentΔBlog内検索facebookもやってます。腸内細菌が食べ物を細かく分解してる?学校で自考型の授業が増えてきた?あなたの知らないニュースを届けます最近の投稿ナノレベルまで木を資源として活用し、自然循環の中での資源活用へ世界のエネルギー価格変動は何故おきるのか?世界の価格決定権構造と今後の動向。石油を増やす・つくる。(50)1/fゆらぎの「1/f」はシンプルな自然の理を表している地球内部は空洞であるという地平に立つと整合する現象がいくつもある。することで、オゾン層も電離層も形成される。生まれ、「地球の磁場の発生」という変化から大増殖、そして地球の大気は激変した。~マグマを生成している電磁波は地球深部のどこから出ているのか?~【地球のしくみ】5.地球内部で発生した電磁波が、マントルを透過し、地殻で反射するのは、なぜか?【地球のしくみ】4.マグマはどこでどうやってできる?【地球のしくみ】3.火山噴火(爆発)のメカニズム~地殻岩石に含まれる二酸化ケイ素が多いほど、大規模な爆発を起こしやすい~【地球のしくみ】2.プレート境界は薄くて硬い→だから、力が集まりやすく、割れやすい。宇宙との関係で読み解く地球の自然現象~小魚の群れが泳ぐ化石より「キルリアン・オーラー」見えないエネルギーを感じよう!データから見る、地震は岩石に溜まった”歪の解放(プレートテクトニクス論)”はおかしい。~真の学者に求められる資質とは何か~異常気象は氷河期の序章か?”意識(波動)”を科学する~全ての人間は予知能力を持っている~2018年の災害を振り返る”意識”を科学する~「無機物を含めたこの世の存在すべて」と人間の意識は常に共鳴している~観念機能の低下から観念体系の崩壊へ。~NZ→日本の地震発生法則とスーパームーンとの関連性~地震と核の驚くべき関係!~核分裂という物理反応自体が存在しない!?~中央構造線は緊張状態にある「地震は予知できない」という現実。未知なる攻防・・・3.太陽から放出される磁気。それらが地球に与える影響。することで、オゾン層も電離層も形成される。生まれ、「地球の磁場の発生」という変化から大増殖、そして地球の大気は激変した。~マグマを生成している電磁波は地球深部のどこから出ているのか?~【地球のしくみ】5.地球内部で発生した電磁波が、マントルを透過し、地殻で反射するのは、なぜか?【地球のしくみ】4.マグマはどこでどうやってできる?【地球のしくみ】3.火山噴火(爆発)のメカニズム~地殻岩石に含まれる二酸化ケイ素が多いほど、大規模な爆発を起こしやすい~【地球のしくみ】2.プレート境界は薄くて硬い→だから、力が集まりやすく、割れやすい。植物界は全体として進化した。<プロローグ編>水の物性・特徴を探る。最終回・改めて水の水素結合って何?水の物性・特徴を探る。水の水素結合の力による二重脂質膜球体の生成(生命の原型)水の物性、特徴を探る。水の特徴、物性を探る。地球の温度を安定化させている水の役割とは?太陽のメカニズム水の特徴、物性を探る。水の特徴、物性を探る。雨が降るのはなんで?(雲ができるのはなんで?)~水の凝縮(ぎょうしゅく)~水の特徴、物性を探る。~『水素結合』がもたらす、水の特性~水の特徴、物性を探る。水の特徴、物性を探る。XRumerTestコロナウイルスと冬。