WEBVTT

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

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

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

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

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

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

00:00:32.882 --> 00:00:36.876
珪素と酸素からなる石英

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

00:00:41.886 --> 00:00:45.126
鉛と硫黄からなる方鉛鉱など

NOTE Paragraph

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

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

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？

NOTE Paragraph

00:00:57.321 --> 00:01:00.013
その鍵は原子にあります

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

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

00:01:08.508 --> 00:01:10.518
これは鉱物に限りません

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

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

NOTE Paragraph

00:01:19.679 --> 00:01:22.459
結晶における
原子の並び方は

00:01:22.459 --> 00:01:25.699
大きく６つに分けられます

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

00:01:32.319 --> 00:01:34.359
適切な環境下であれば

00:01:34.359 --> 00:01:37.009
結晶は原子の配列に応じた

00:01:37.009 --> 00:01:39.699
幾何学的な形へと成長します

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

00:01:44.579 --> 00:01:46.622
比較的大きな鉛原子は

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

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

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

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

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

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

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

NOTE Paragraph

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

00:02:17.973 --> 00:02:22.103
平面で見ると
六角形に並んでいます

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

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

00:02:31.794 --> 00:02:34.171
石英に特徴的な形は

00:02:34.171 --> 00:02:37.861
先端が尖った
六角柱です

NOTE Paragraph

00:02:39.571 --> 00:02:41.691
環境条件に応じて

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

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

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

00:02:56.261 --> 00:02:58.861
どちらの形になるかは

00:02:58.861 --> 00:03:02.031
圧力 温度 化学的な環境
といった

00:03:02.031 --> 00:03:05.451
成長する際の条件に
依存します

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

00:03:09.128 --> 00:03:11.868
実験室で得られた結果では

00:03:11.868 --> 00:03:15.838
低温では立方体に

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

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

00:03:23.496 --> 00:03:26.646
ダイアモンドの形に影響します

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

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

NOTE Paragraph

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

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

00:03:44.126 --> 00:03:45.686
結晶にはなっていません

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

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

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

00:03:58.346 --> 00:04:00.906
そのまま固定化されて
しまうのです

NOTE Paragraph

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

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

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

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

00:04:13.379 --> 00:04:15.539
マグマが冷えて固まるとき

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

00:04:21.249 --> 00:04:23.881
トルコ石のような結晶では

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

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

NOTE Paragraph

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

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

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