1
00:00:06,886 --> 00:00:11,216
イエローストーン・カルデラの
間欠泉や温泉の地下深くには

2
00:00:11,216 --> 00:00:16,184
マントル中のホットスポットにより作り出された
マグマ溜まりがあります

3
00:00:16,184 --> 00:00:19,077
マグマが地表に向かって
移動するとき

4
00:00:19,077 --> 00:00:23,337
結晶化して
新しく熱い火成岩となります

5
00:00:23,337 --> 00:00:27,492
岩石の熱で地下水が
地表の方に押し出され

6
00:00:27,492 --> 00:00:32,882
水が冷えると イオンが沈殿して
結晶になります

7
00:00:32,882 --> 00:00:36,876
珪素と酸素からなる石英

8
00:00:36,876 --> 00:00:41,886
カリウム アルミニウム 
珪素 酸素からなる長石

9
00:00:41,886 --> 00:00:45,126
鉛と硫黄からなる方鉛鉱など

10
00:00:45,126 --> 00:00:47,736
これらの結晶の多くは
特徴的な形を持っています

11
00:00:47,736 --> 00:00:52,856
尖った針山のような石英や
立方体を積み重ねたような方鉛鉱

12
00:00:52,856 --> 00:00:57,321
でも なぜ繰り返し
このような形になるのでしょう？

13
00:00:57,321 --> 00:01:00,013
その鍵は原子にあります

14
00:01:00,013 --> 00:01:04,933
結晶の原子は整然と繰り返す
パターンに並んでいます

15
00:01:04,933 --> 00:01:08,508
このパターンこそ
結晶の決定的な特徴であり

16
00:01:08,508 --> 00:01:10,518
これは鉱物に限りません

17
00:01:10,518 --> 00:01:15,758
砂 氷 砂糖 チョコレート 
セラミックス 金属 DNA

18
00:01:15,758 --> 00:01:19,679
さらには ある種の液体も
結晶構造を持ちます

19
00:01:19,679 --> 00:01:22,459
結晶における
原子の並び方は

20
00:01:22,459 --> 00:01:25,699
大きく６つに分けられます

21
00:01:25,699 --> 00:01:32,319
立方晶系 正方晶系 直方晶系 
単斜晶系 三斜晶系 六方晶系です

22
00:01:32,319 --> 00:01:34,359
適切な環境下であれば

23
00:01:34,359 --> 00:01:37,009
結晶は原子の配列に応じた

24
00:01:37,009 --> 00:01:39,699
幾何学的な形へと成長します

25
00:01:39,699 --> 00:01:44,579
方鉛鉱の場合 立方晶系の構造を持ち 
鉛と硫黄から構成されています

26
00:01:44,579 --> 00:01:46,622
比較的大きな鉛原子は

27
00:01:46,622 --> 00:01:50,932
互いが90度の角度で接する
３次元格子状に並びます

28
00:01:50,932 --> 00:01:55,662
比較的小さな硫黄原子は
鉛の隙間にうまく納まります

29
00:01:55,662 --> 00:02:00,174
結晶が成長するにつれ
これらの場所に硫黄原子が引き寄せられ

30
00:02:00,174 --> 00:02:03,656
これらの場所に鉛原子が
結び付きます

31
00:02:03,656 --> 00:02:07,096
そのようにして結合した原子が
格子を形作ります

32
00:02:07,096 --> 00:02:11,236
90度の格子になった
方鉛鉱結晶の構造は

33
00:02:11,236 --> 00:02:14,593
結晶の見た目の形にも
反映されています

34
00:02:14,593 --> 00:02:17,973
一方で石英は六方晶系の
結晶構造を持っています

35
00:02:17,973 --> 00:02:22,103
平面で見ると
六角形に並んでいます

36
00:02:22,103 --> 00:02:27,564
立体的には この六角形はたくさんの
三角錐を敷き詰めてできたもので

37
00:02:27,564 --> 00:02:31,794
各三角錐は１つの珪素原子と
４つの酸素原子からできています

38
00:02:31,794 --> 00:02:34,171
石英に特徴的な形は

39
00:02:34,171 --> 00:02:37,861
先端が尖った
六角柱です

40
00:02:39,571 --> 00:02:41,691
環境条件に応じて

41
00:02:41,691 --> 00:02:46,111
多くの結晶は複数の
幾何学的な形状を取り得ます

42
00:02:46,111 --> 00:02:50,041
たとえばダイアモンドは
マントルの奥深くで形成されますが

43
00:02:50,041 --> 00:02:56,261
立方晶系の結晶構造を持ち
立方体か八面体へと成長します

44
00:02:56,261 --> 00:02:58,861
どちらの形になるかは

45
00:02:58,861 --> 00:03:02,031
圧力 温度 化学的な環境
といった

46
00:03:02,031 --> 00:03:05,451
成長する際の条件に
依存します

47
00:03:05,451 --> 00:03:09,128
マントル内の成長条件を
直接観察はできませんが

48
00:03:09,128 --> 00:03:11,868
実験室で得られた結果では

49
00:03:11,868 --> 00:03:15,838
低温では立方体に

50
00:03:15,838 --> 00:03:19,026
高温では八面体になる
傾向があります

51
00:03:19,026 --> 00:03:23,496
微量の水 珪素 ゲルマニウム 
マグネシウムの存在も

52
00:03:23,496 --> 00:03:26,646
ダイアモンドの形に影響します

53
00:03:26,646 --> 00:03:31,256
ダイアモンドが宝石店で見られるような形へと
自然に成長することはなく

54
00:03:31,256 --> 00:03:36,474
あれは燦めきと透明度が出るよう
人為的にカットされたものです

55
00:03:36,474 --> 00:03:41,621
環境条件によって結晶ができたり
できなかったりもします

56
00:03:41,621 --> 00:03:44,126
ガラスは溶かした珪砂から
作られますが

57
00:03:44,126 --> 00:03:45,686
結晶にはなっていません

58
00:03:45,686 --> 00:03:48,706
ガラスは比較的急速に
冷やされるため

59
00:03:48,706 --> 00:03:54,576
石英の整然とした結晶構造へと
原子が整列する暇がなく

60
00:03:54,576 --> 00:03:58,346
溶けたガラス中の
原子が乱雑に並んだ状態が

61
00:03:58,346 --> 00:04:00,906
そのまま固定化されて
しまうのです

62
00:04:00,906 --> 00:04:03,816
多くの結晶は幾何学的な形を
形成しませんが

63
00:04:03,816 --> 00:04:08,086
これは他の結晶と混在する中で
成長するためです

64
00:04:08,086 --> 00:04:10,859
花崗岩のような岩石には
結晶がたくさん含まれますが

65
00:04:10,859 --> 00:04:13,379
それと分かるような
形はしていません

66
00:04:13,379 --> 00:04:15,539
マグマが冷えて固まるとき

67
00:04:15,539 --> 00:04:21,249
様々な鉱物が同時に結晶化し
隙間がすぐに埋まってしまうのです

68
00:04:21,249 --> 00:04:23,881
トルコ石のような結晶では

69
00:04:23,881 --> 00:04:27,481
たとえ十分な空間があっても
ほとんどの環境条件下で

70
00:04:27,481 --> 00:04:31,014
それと分かるような
幾何学的形状には成長しません

71
00:04:31,014 --> 00:04:34,204
それぞれの結晶の構造には
独特な性質があり

72
00:04:34,204 --> 00:04:39,134
人間の感性に訴えるような
ものではなくとも

73
00:04:39,134 --> 00:04:44,464
材料科学や医学で
役立っているのです