Finding the Seventh Calcium Carbonate in Alkaline Lakes

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これまでカルシウム炭酸塩として6つの鉱物種が認識されてきたが、これらに加え7つ目のカルシウム炭酸塩の結晶相(Calcium Carbonate Hemi-Hydrate: CCH)が室内合成実験から見出された。CCHは実験室では簡単に合成することができるが、自然界における生成は報告されていない。本研究はCCHを自然界で発見し、その地球惑星科学的意義を解明することを目的とする。世界に分布するアルカリ塩湖の水質をレビューから、調査したアルカリ塩湖の半数以上は、湖水水質がモノハイドロカルサイトよりほぼ正確に0.5ログ単位分過飽和にあることが認められた。本年度はCaCl2-MgCl2-Na2CO3溶液を複数の濃度条件下で撹拌し、過飽和法により生成物と溶液組成の時間変化を観察することで溶解度を精密に推定した。その結果、２系統の測定でCCHの溶解度測定に成功し、CCHの溶解度は２５℃の温度条件においてモノハイドロカルサイトよりも0.5ログ単位程度高いことが明らかとなった。また本年度はモンゴルのアルカリ塩湖（オルゴイ湖・オログ湖）において現地調査と試料採取を実施した。CCHは極めて短命な準安定相であり、水溶液中では時間とともに速やかに相転移する。変質は低温条件で遅延されるため、湖水温度が低い１２月に調査を行った。固相の変質を少しでも遅らせるため、固相分析用に採取した湖水は0度以下で保存し、当日中に超遠心分離機により固液分離を行った。回収した懸濁物は湿度の低い部屋で自然乾燥し、シリカゲルと共に保存した。帰国後、固体試料の粉末X線回折測定を行ったところ、XRDプロファイルからはCCHの最強ピークに相当する位置にピークが認められた。この結果はCCHがアルカリ塩湖に自生することを示唆するものであるが、その存在を確定するためにはさらに複数の分析による裏付けが必要であると考えられる。