ロードストーン（天然磁石）

もし天然磁石がなかったら？ 中国人はたぶんコンパスを発明できなかったでしょう。磁気学の発見はもっと遅れたでしょ うし、発見されるにしてもどうやって発見されたか想像もできません。コンパスがなければ、コロンブス、バスコ・ダ・ガマ、マゼランなどによる大航海時代 の発見は無かったでしょうし、世界史はまったく違ったものになっていたはずです！

化学的、鉱物学的に言えば、天然磁石は磁鉄鉱です。これは鉄鉱石の一般的な形で、鉄の酸化物であり、ビデオテー プやコンピューターのフロッピーディスクの表面を覆っている茶色の物質の中に含まれています。磁鉄鉱は自然界ではありふれた物質ですが、天然磁石の性質を 持っていることは稀です。な ぜ、天然磁石は磁鉄鉱の中でも稀なのでしょうか？

この考えを確かめる実験が、ニューメキシコ技術協会・ラングミュア研究所によって行われました。この研究 所は雷研究の中心的な研究所で、頻繁に雷が落ちるニューメキシコ州・ソッコロ近くの南ボールディー山の頂上に建てられています。ワシレフスキー博士は、雷 が落 ちるところに適当な結晶構造を持つ磁鉄鉱を置いて、天然磁石を作ることに成功しました。

ウィリアム・ギルバートはこの磁化メカニズムの手がかりをつかんでいましたが、重要な点を見落としてしまいました。で も、これは仕方がないことです。『磁気論』の中で、ギルバートはイタリアで出版された本から次のような一説を引用しています。

「マントバの薬商人は、完全に磁石になっている鉄のかけらを見せてくれました。それは天然磁石と同じように他の鉄を引き付けました。この鉄のかけらは、元 はと言えば、リミニにある聖アウグスチン教会の塔頂にレンガの飾りを固定するための留め金として長い間使われていたものでした。それが風で折れ曲がっ てしまい、10年もそのままでした。修道僧が以前の状態に戻してもらおうと鍛冶屋にそれを渡した後、マエストロ・ギウィロ・カエサルという名前の外科医 が、その鉄のかけらが磁石のようになっており鉄をひきつけることを見つけました。」

後になってみると、これは教会の塔に雷が落ち、鉄を磁化したのではないかと推測することができます。しかしながら、ギルバートは「鉄の かけらの端を非常に長い間、極に向けておいたため」と書いているように、地球の磁場中に長期間置いたことがその原因と考えたのです。

熱の働きによる磁化

「赤ん坊が母親の子宮から外に出てくるときに呼吸とある種の生命活動を始めるのと同じように、鉄のかけらは熱せられた状態からもとの冷えた状態に戻るとき にその向きに応じてある力を吹き込まれる。」

ここで「ある力」とは磁力を意味しています。この観測は非常に正確です。つまり、ある温度「キュリー点」)以上では、鉄はその磁性を完 全に失いますが、冷えてその温度以下になると、鉄は地球の極によって存在する周囲の磁性を「獲得」します。このとき獲得される磁力は、雷が落ちることで生 成される磁力に比べると強くはありません。それでも、ギルバートが観察したように、長い鉄の棒ではその両端に明らかな磁力が生じます。

地球の磁場の下で、物質の加熱・冷却サイクルによって「獲得」された磁性は、後のセクションで議論するように、プレートテクトニクスの 発見に重要な手がかりとなりました。同様のプロセスは、火星や月の表面に見られる切れ切れの磁性を生成するのに重要かもしれません。

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