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つつじの葉の磁性 : 磁性の特徴および環境との関連 利用統計を見る

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(1)

Magnetism of Leaves of Azalea Characters and

Correlation with the Environment

著者名(英)

Naoko UENO

journal or

publication title

Journal of Toyo University. Natural science

number

51

page range

99-119

year

2007-03

URL

http://id.nii.ac.jp/1060/00002525/

Creative Commons : 表示 - 非営利 - 改変禁止

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.ja

(2)

99

      Magnetism of Leaves of Azalea

Characters and Correlation with the Environment

       *

Naoko UENO

Abstract

  NRM(natural remanent magnetism)of leaves of azalea varies with the sampling point from 2x10−6(Am2/kg)to 83x10−6(Am2/kg),reflecting the declination of the geomagnetic field of the earth. IRM(isothermal remanent magnetism)saturates at 250−300mT SIRM (saturated IRM)varies仕om 60x10−6(Am2/kg)to 3400x10−6(Am2/kg).Susceptibility ranges fromα1x10−8m3/kg to 26.9x10−8 m3/kg. The largest NRM, SIRM and susceptibility are acquired from the leaves near the platf()rm of the railway station and the smallest are from Matsumoto city in the snow season. NRM, SIRM and susceptibility from the crowded road in Tokyo are higher than those from the sllburbs. The reason of the high intensities is considered as the enrichment of the magnetic dust in the air around the sampling site. 1£aves of azalea have ciHa and are sticky to catch and keep and absorb the dust in the air. The hysteresis analysis shows Jrs/Js varies from O.2 to O.3, Hc varies from 14 mT to 22 mT and Hcr varies from 33 mT to 66 mT respectively. These hysteresis parameters suggest that the main magnetic mineral is psudo−single domain magnetite. In X−ray diffraction analysis of magnetic powder(attractive to magnets)under 180μm, Ankerite (Ca(FeMg)(CO3)2)is suggested as the Fe containing mineral with the low reliability. In SEM−EDX analysis, particles containing Fe oxide, metallic Fe and Fe included in silicate are identified qualitatively. ln the M6ssbauer effect analysis, magnetite could not be found andβ一FeO(OH)andγ一FeO(OH)are suggested to the main magnetic minerals. Total Fe content of natural leaves is O.053%according to the wet chemical analysis, and is O.13%of the dried powder leaves. Key words:magnetizm of leaves, azalea *上野直子:東洋大学文学部 〒112−8606 東京都文京区白山5−28−20 Faculty of Literature, Tbyo University,52&20, Hakusan, Bunkyoku, Tokyo 112−8606 Japan

(3)

100

Naoko UENO

1.Introduction

  Natural remanent magnetizm(NRM)of plants was studied on various kinds of

vegetables and leaves(Ueno,1993), especially that of kiku(compositae)(Ueno,1996). These reports show that the NRM of kiku is strong and stable, and reflects the declination of the geomagnetic field. Mer the reports, the author found that NRM of the leaves of the azalea was stronger than kiku(Ueno,1997).   Azalea is the most familiar roadside tree in Japan, and the leaves are with thin hair on both sides of the surface and sticky when handled with fingers. In this report, results of the experiments on leaves of azalea about initial susceptibility, alternated field(AF)

demagnetization of NRM, SIRM and orthogonal IRMs,hysteresis parameters, X−ray

diffraction analysis, SEM−EDX analysis, wet chemical analysis of Fe content, M6ssbauer effects analysis, and microscopic observations are reported.

2.Sample Preparation

  Samples were collected mainly in TOkyo, from azales near railway stations, in the town including the roadside and in the suburbs of Tokyo such as Asaka city, Hayama town and Kurihama town. Besides Tokyo area, leaves were collected from Matsumoto city in the central Japan and Kagoshima city in Kyushu(Fig.1).Sample numbers(No.),classification, locality and abbreviation of the sample are listed in Table.1.   For the rock magnetic experiments,1eaves were collected of which direction of the veins were directed nearly to the north of the geo−magnetic field. Piled leaves were cut to fit the sample case as illustrated in Fig.2.

3.Experiment and resultS

  In Fig.3, four examples of the results of NRM, SIRM and IRM measurements are shown. Sample(No.5)shown in Fig.3−1 was collected from the railway station, No.14 in Fig.3−2 was from near the rail, No.30 in Fig.3−3 was from Kagoshima city and No.42 in Fig.3−4 was collected from Matsumoto city.

(1)NRM:NRM was measured using SQUID at NIPR(National Institute for Polar

Research). Data varies from 2xlO’6 Am2/kg to 83x10−6 Am2/kg(Table.1).The largest value was obtained from the leaves at the railway stations, while the lowest one was from that in Matsumoto city situated at the countryside. Mean AF(alternating field) demagnetization field(MDF, showing the half NRM)ranges from 35 mT to 40mT(Fig.3). Zijderbelt diagram that shows the directional change during AF demagnetization is also shown in Fig.3. Leaves from Kagoshima city collected soon after the ash fall of the Sakurajima volcano are characterized by the small NRM and large SIRM.

(4)

Magnetism of]Leaves of Azalea

      S5N

    澱馨叢馨14°E

    翫雀撚三こ

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Rail Station     140E     Fig.1. Maps of the sampling sites 101

(5)

102

Naoko UENO

●●●●●●●●●●●●●●●●●●▲▲▲▲▲▲▲▲▲口口口口口口口△△△△△OOO十十

sample No,

12345678910U1213141516171819202122232425262728293031323334話3637383940414243“

site Shneakatsuka Stn Shimoitaba8hi Stn Shimoitaba8垣Stn Shimoitabashi Stn HarajUku Stn HarajUku Stn Har aj Uku Stn MitaJ【a Stn Shi皿oitabashi]誕 Near Narima8u Stn Near Nari皿a8u Stn Nefir Narimasu Stn Near Tokumaru Near Akat8uka NeaτTakatanobaba Stn Ne8『S}Umoitaba8hi Stn Near Shimoitabashi Stn Near Shimoitabashi Stn Hakusan Toyo Haku8an・ue Haku8an−ue Itabashi・kuyakusyo−mae Yoyogi Paオk Akatsuka Kawagoe・road Akat8uka Kawagoe・road Akatsuka Kawagoe’Toad Akatsuka KawagoeToad Kagoshima univ Kago8hima Univ Kagoshima U【Uv Matsubata tewn Matsubata town Nakago虹Town Nakagori Town Asaka Toyo A8aka Toyo Asaka Toyo Hayama town Kurihama town Matsumoto Castle Matsumoto City Oflioe Shinsyn Univ Kagoshima Univ(wash) Shimoitabashi Stn(wa8h) ●  near the raitway △  Suburbs

 NRM

(IO’6Am21k9)

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SIRMM Sm㎜採取場所

(102A./m)

裟㌫三竹:㍑三三㎜;:関聞86:98㌫㌫こ㌫三門6・:田3・裟

erowded city  □  Kagoshima Matsumoto  十   〇thers

㌫㌶㎜㌶㌶謝㌫裟㎜㌫㌶蹴鴛㌶芸隠㌶㎜鴛蒜芸㌻蜘鍋㌫

下赤塚駅 下板橋駅 下板橋駅 下板橋駅 原宿駅 原宿駅 原宿駅 三鷹駅 下板橋駅踏切 成増駅踏切 成増駅踏切 成増駅踏切 徳丸線路際 赤塚線路瞭 高田馬場駅前 下板橋駅前 下板橋駅前 下板橋駅前 白山東洋大前 白山上 白山上 板橋区役所前 代々木公園 赤塚川越街道 赤塚川越街道 赤塚川越街道 赤塚川越街道 鹿児島大 鹿児島大 鹿児島大 松原町 松原町 中郡町 中郡町 朝霞東洋大 朝霞東洋大 朝霞東洋大 葉山町 久里浜 松本城 松本市役所 信州大 鹿大(水洗浄) 下板橋駅(超音波洗浄)       Table 1. Sample description and lntensity of NRM, SIRM, Z

(6)

Magnetism of Leaves of Azalea

103

エ▲1   ・蓬 ヒ,震灘 ・議        Fig.2. Procedures of the sample preparation and sampling site of No.2

(7)

104

1        No.5         NRM I}emag.     ]NTevsrTV C十tAIGE AYII”3T D田泡E了IZRTI渕 ’s

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Naoko UENO

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(8)

Magnetism of Leaves of Azalea

105

NO.14 Aketsuka●

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(9)

1

106

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No.30 K㎎goshima口

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Sample No30

(10)

1 .5 8 N剛Demag. Magnetism of】Leaves of Azalea

No.42 Matsu皿碗o O

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縦^さ5 ・H.oepψ, e).corρ. EOE−es 一H.・:oo;). 9v.ミcnb 日 ▲e⑤e 2㈱ STEPS    Fi9.3−4. Sample No.42

107

(11)

108

Naoko UENO

(2)SIRM and Susceptibility:Examples of AF demagnetization and Zijderbelt diagram fbr the SIRM are shown in Fig3. MDF of SIRM is about 30mエalmost the same as that of NRM. As shown in Fig.4, the intensity of NRM is proportional to the intensity of SIRM.   Susceptibility measured by Birtington system ranges廿om Oユx10−8m3/kg to 26.9x10−8

m3

^kg.   SIRM intensity increases proportionally with initial susceptibility(x)as shown in Fig.5. The ratio of SIRM to susceptibility ranges from 5kA/m to 20kA/m.   According to the previous report about susceptibility on roads, two peaks of susceptibiHty were fbund in one lane(Ueno,2002).In the additional researches to find the origin of the high susceptibility, the exhaust dust from the vent of car was found to have the high susceptibility(Nakai et a1,2005). Vent which is fixed near either one side of the tire, scatters the dust with high susceptibility making two susceptibility peaks in one lane on the road. At the same time, the vent scatters the dust to the air. Leaves of azalea with thin hair on both side of the surface are sticky enough to collect the atmospheric dust. As the result, attachment and absorption of exhaust dust from the vent of car increases initial susceptibility of leaves of azalea in the crowded city where traffic jam is an every day affair. High NRM and susceptibility near the rail station is considered as the same. Iron− containing dust produced by friction between the rail and the wheel at the time when the train stops, is scattered to the air and absorbed to the leaves. The varieties of intensity of NRM and SIRM might reflect the amount and grain size assemblage of the magnetic minerals in the atmospheric dust. bO

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㌔300

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100

●▲口△O十

 20      40      60      80       NRM・10−6A・n21kg Rail

Tokyo

Kagoshima

Suburb

Matsumoto

Others(after wash or ultrasonic)        Fig.4. Correlation of NRM with SIRM

(12)

boウN葺く▽b冥Σ居窃

300

200

100

Magnetism of Leaves of Azalea

㌦2ilSA

      10      20        …ceptibility・1 O”8m3/kg ● Rail

▲Tokyo

ロ Kagoshima

△ Suburb

。Matsumoto

+Others(after wash or ultrasonic) SIRM: bY Magnetization Apparatus, et 280mT sus.: by Bar・tington sVstem」at LF       Fig.5. Correlation of SIRM With susceptibility

109

(3)IRM:IRM intensity increases proportionally with the applied maximum AF up to about 150 mT, and saturated at ab皿t 250−300 mT as shown in Fig.3. AF demagnetization was performed by a method modified from Lowrie test(Lowrie,1990), in which three components were acquired for 1.547T,0,444T and O,112T field intensity applied orthogonally(Fig.6).        No.35 Asa1【a△       tUMの交流消磁 NRUと3直角leNの消磁        IRM     1.0        1.0        ’・Ptedium        \,NRM       \       \       soft     O.5

        坪・m・W\.   °’5  ’”t…一..,,.”....,

      、−s...      soft    hard’’’’”JJ’…”r.       hard      −、−tt=s−・.lt・一..、         、’”“’”・…・・”・h… ……f・、...4、...,...,.,.、,.                      0    200    400   600   800      0    200    400   600    800       soft(0.112了}.●edlu●(0.444了).hlrd{1_547丁}       Fig.6.       Modified Lowrie test

(13)

110

Naoko UENO

(4)Hysteresis parameters:Typical examples of the hysteresis curves are shown in Fig.7. One is from near the railway station(sample No.1), and the other is from the suburbs(sample No.38). Fig.8 is the Day diagram, in which all of the three data fall in pseudo single domain range of titano−magnetite.         No.1 Sh血toakstSulca● ’京牟亭オ.牢w亭事.・*.享*卓章傘傘京*皐寧液■ 冨一H diate ■■●≠写零3●tt#●t牟享家啄**s事字亭事       97/07!24      St也p1● na■● : Shi梧o占k且 Tv      T●5 L 己●しe  τ      97!07!24     H’∫・‘‘… ‘・  【。…国)・10000.o。     H.●u‘t r●“■8       ;     1     s・・叩sロ・・d    I・t。〕、 10.o     Sk PerCent       l罵}:    80     泌’川1・c8‘・    【…】:  o.0250 li“#s UIIi tbSTロロ e I・ttll*#I““il    l: 1::1:1:6;:焙:1{    :: i:::㍑:;蒜:器          No,38 Hayama△ “紡章丸“寧“寧““騨蛭奉・皐⇔N・ドd.t.拠“亭寧聯… は“⇔“叫梓享享       91 /0 7 / 24     5己●P‘6 貝■●6  : Hay■巳‘ To      T■ ! ( d& t■  ;       97/97/z4     H^「匂い5:・‘稔   【。ersttd} 500自、oo     H一●uI‘ ran8宇      :      I

    S“e●ρ 5peed       [■iハ】 」      5.O

    Sk p焙r【■nし       【工]:    90     拍’tul‘‘・・r・     【。N〕・  a.D125 #til IロIliti tasy 4odt*i“iホホiiii#l     嵩: |::::::;1   …::89:…:言;    17 1瑠娼;籠:器        o. g;oersted 氏Fe妬 `1t: 1 P       o.01 g:oe’5ted m;㎝ r1t: 1 ‘ .¢ 4       Fig.7. ㎞ples of血e hys任resis curves O.6 0.5 の0.4

20.3 Σ   0.2 0,1    .,          :一[−t:i−i      l

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(14)

Magnetism of Leaves of Azalea 111

(5)X−ray diffraction analysis and SEM−EDX(Scanning Electron Microscope−

Energy Dispersive X−ray Analyzer)analysis, and wet chemical analysis:They were carried at RIKEN by Dr. S. Yabuki and Mr. Y. Iinuma. Sample No.2 was prepared for the analysis.   (5)−1X−ray diffraction analysis of total leaves after dried for one week at 60℃and        powdered(Fe=0.13%)was carried. Amorphous carbon is dominant. Compound of        Fe could not be found. Whewellite[C2CaO4,H20]and Polihalte[K2Ca2Mg(SO4)4,        2H20],which are familiar in plants are identified(Fig.9).Enrichment of magnetic        portion is required for the better analysis.   (5)−2 X−ray diffraction analysis of magnetic powder(attractive to magnet)was carried.        In Fig.10, result of the powder mder 180μm is shown. New candidates of Fe−        compound are revealed. Matching result of Fig.10 is shown in Fig.11.Calcium

       Iron Magnesium Carbonate[Ankerite(Ca(FeMg)(CO3)2)lbecomes the

       candidates. Calcium Magnesium Carbonate[Calcite Magnesian((CaMg)CO3)]        is also fOund. Reliability of the matching is in Table 2, Reliability of matching for        the Ankerite is low.

定性分析(二次検索)

;贈

っっじの葉’i0.13XFe} コメント YABUKIOl 平滑化点数  : A.茶Pク.ラント.除去: 1 Kα2除去 系統誤差補正 ePl l50a looe 510 o tO.000       20.0●0      コ0, 000       40.000       50, 1‘‘:

1‘

eca o 20−231 Vhevellite. syn ● 97−04−09 i‘:06:06  Page t       Fig.9. X−ray diffraction analysis of tOtal leaves

(15)

112

Naoko UENO

定性分析(二次検索)

,ン7’ルza ファぴ名 っっじの葉(ISOμ以下 コメン} YABUK【03 :マグネットに着くものだけ 平滑化点数  : パヲクグラント’除去: 9 Kα2除去   : 系統誤差補正: 叩s l50e 1000 5e

IO.000 !O,000 30.000 lo, eeo 50、口oo 50.ooe 6s, ooe

  ‘﹁v11  11 P 1’i・l

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戟@I i レ1﹁ 1︼i l  1 ⋮ l I I

1   1

堰@  「 O 20− 231  胃he冒ellite, syn ‘        Fig.10. X・ray diffraction analysis of magnetic portion マッチ・メーカー:1照合図 97−05−21 20:00:53  Page :   1    試料名:つつじの葉(lseμ以下 検索結果照合図 望9三 蜘瀧蒜㍑・。6。姐認働・。2。油・。6。⑮加 _{____________」_______▲_一_____L一____     不一致のピー  一一一つつじの葦{1  下     C2 C   . H2     Sio7

1

1

 ...一・.一一一一「 .   ....一一一一「一・一一一一一一一.一一一「・一…・・     10.0       20.0       300        3} 一L.._ユーin−.L..L−±一 被験データ 標準ビークデータ       」 .一@元:……『”’.r・・元6』.『一..….…㌫。       H9.1L Matching result in X−ray dif{Vaction analysis of magnetic portion

(16)

Magnetism of Leaves of Azalea

113

  (5)−3 Fe content by wet chemical analysis     Fe content of the dried powder is O.13%, and of natural leaves is O.053%(rable3)   (5)−4 Elemental analysis by SEM−EDX.     SEM−EDX analysis was carried for the particles in which Fe was included as the main   element. Examples are shown in Fig.12. Particles containing Fe oxide, metallic Fe and   Fe included in silicate are identified qualitatively. Aluminum−silicate, Magnesium−silicate   and organic elements are identified for the others. (6)M6ssbouer effectS:M6ssbauer effects analysis was carried for the same magnetic sample as used for X−ray diffraction analysis((5)−2)and SEM−EDX analysis((5)−4),at laboratory of Prof. H. Ino, Faculty of Engineering, Tokyo University. Fig.13 is the result.

β一FeO(OH)andγ一FeO(OH)are suggested to the main magnetic minerals from the

Doppler velocity. For comparison, compiled Doppler velocity of the magnetic mineral is listed in Table 4(copied from The Chemical Society of Japan,1993). マッチ・メーカー:登録された結晶相 試料名:つっじの葉(180μ以下 登録物質のリスト PDF No  信頼 量比 質 A:コーP二31 ]9.二臼 a: 33−1/61  ユ3.二こ芝 b:  4 E−i〕5B6   3.193き c:臼一・.“「1 .,:’フ9…r C5垣11m O剖ate Hydrヨ恒ハV』巡lhrρβyr旨ICごC急Oコ F;ih掴幅d・/・⊇・・rこ・βy・一・ミ・・「二} ァC川川r。n M.ヨ・ヨne鋤m己・・.ヒ.・・n頑・バ・・ド蛸.仁rC三 hゴ..・u川・M・.〕ne忘il・m臼幅「・ヨf.り㌃・L..・三・㍉払1.・:]胤i5r.   P i’ ..   H三 m 秩De胸 }{「冗〔 ;.. @’『IH・」 1「’⊂バ’ 信頼度計算の詳細表示 A B     C     D       信頼度: @被験ピークの一致率: @       《亀}: @標準ピークの一致率: @       (亀): @ピーク位置の一致串: @   強度の一致率: w定化学元素の一致率; 1き.二G R5!仁 T二.二4 R5!55 U3.詞 嘯W.43 G1.3し ?eご噌,1〕v、) 13.二  3.L⊆ こ.3i〕 P3/6丁    ヲ/67    6/67 P,.40 U♪.45 5.妬 P3〆ごO   フ/12    6/24 U5.OO 58.33 25.OO こ.16 こ、6.14 83、39 ?fさ.5.) さ3.躬 ラ6.η ハ・.・り.o・〕1・⊃U.白・」1w.oo       Table 2. Reliabmity of matChes i1 X−ray diffraction analysis

Wet chemical analYsis (6NHCL, ICP )

   Fe content: dried (lweek at 60°C) 0.13%       natura1 ( calculated )  0.053%        Table 3.       Fe content by wet chemica1 analysis

(17)

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Naoko UENO

q7∂?’コー㊤鉄主ty首 一竹ρク’8・◎’ 鋪般乙?) 99冒“.0皇 ﹃﹂漬‘‘1. 二IR …川 }u 100s llffs 4“⑪ keU Ft’eset‡     円《ζ 1⑰es Rema;ning; Dead ‖』.i 特.880 k巳u      c「h お斗= 1,0.e I5 ’ets ー4ー...ー$ー     ーー・・ー.‘| 1.・         ‘.:ー1数: がn ー・ ・ ■ ∩ ﹂.・鮒ピいR∨a C SF ”そ       ー;.;⋮撒:⋮−i‘⋮ー .’1−Il’...ー‘ ーF︸ぞ‘ Ii ﹂E.厄 弥り刀一7 ◎シWTtト (載t信む) x−R鮒ξ (}・ウー 20 keり   ・      ・ L.ive・ 1005 Pre5巳t3  100s Rem直ining2   05 R甑13 1105      92 0e己d      . .AL. o 8 F        l R t   1 g日

PSCK〈t   {

FS=511 鴨3臼 モ?汲? 55=  1膓‘〕’も;1 7−.,. ?∂つ7クー工     .  Vル」ピ3 ワヶすト惜3(F亀.父含t幻 一   −   ke       . Ψε#’ Pr㊧ヱ・9’ 1’oo「s      」  ema i  n  i  n g :       O  s ⇔↓ユ    づ・ 面’・  @ 19    1・’   ‘ ﹂﹂  − | ー .−  卜 ﹁        ’ ..7 @ .  口臆 X psi区《・c.   F  4  .

.900 kW

0.0 > sコごマ1κ h 55呂    23  ct5

12

       Fig.12. ypical examples in SEM−EDX analysis

(18)

﹂i      9        9        0 [. R.旦⊂Ωのの亡の⊂ω﹂ト

0・9隅0

Magnetism of Leaves of Azalea       M6ssbauer analysis %㎡観 ● ・.、 ●  ■   ●   ■  ・・ ’■ ● ・・ 、吉 6°. ぷ  ● ● ’ ⇔︰・駈        O       DopPler Velocity[mm/s]        lS(=δ)  0.36+O.01㎜/s       OS(=△Eq) 0.68+0.01 mm/s       B,f       O.51+0川㎜/s       Fig.13.      M6ssbouer effect analysis 表14・158種々のSTFe化合物のメスパウアーパラメーター

10

115

物   質 丁一K δ △Eq 物  質 δ △五〇 δ △εQ    一} 高高    一: 獅高 H−T τ K    一ト

os

   一) 高高 〃−T 物  質 τ一K    ←1 高高    一1

os

κ﹃T α一Fe 室温 ge  o ロ0.12 33.0 FeC!3・6H20 78 +0.60 0.91 D Fe」04 300 49.1 S5.3 畷FelCN}、] 143 +0.04 ・り 310ステンレス鋼 室温 一〇.09 0 K、[Fe{CN司 一G.124 028010 α一FeOOH 291 ge 一〇35 38.4 T0.4 FEF± 298 @0、04 19.3 298 @4.2 +1.37 {L48 2.79 Q85

oo

298 一〇.258 +1,705 o β一FeOOH 室温 ge ÷0.38 o.7  0 S7.5 FeC』 Na2[Fe{CN)5NOl @        ・2HΣO 78 S.2 +1,097 {1,D93 0,895 k210 00.4        ± タF已{C,O、)3] 室温 +0.33 0 γ一FeOOH 室温 ge +o.30 G.55  0 S6: Feαゴ2H20 298 +LO3 2.50 o Fe〔C③5 80 一〇.D9 257 o FeTio3 FeClピ4H20 室温 十1221 2.98」 0 Feヨ〔COI)2 80 室温 ge +▲.02 {1.23  0.65 {1.42

045

+0.05 ¥〇.11 0.13 kI3

Go

Feso‘ 室温 @42 +〕,270 2,725 R.89 Ol8.5 lNiFe,0、 .室温 フェロセン 室温 +053 2.37 o 50.6 T4.8 〔Fe{H20)6]SOべH,O 室温 @5 十1.261 ァ.391 十3.2ユ7 ¥3.384  o D0 α一Feρ, .室温 ge +0.36 {0.46 一〇.4 ¥〇、80 5L7 T4.4 SrFe(㌔ P 298 ge ・ト0.054 {0,146  0 R3」 FeF3 296.5 @4.2 +0,489 0,044  0 U1.8 γ一Feさ(X 室温 V7 +0.27 ?.41 ヘモグロピン 195 @4 0.9G n.91 2.40 Q.4D FeCl3 室温 @4、2 +0,436 {G.46互 ⑪.04  0 S4.5 48.8 S9.9 T0.8 T2.5 酸.素 wモグoビン 195 @三.2 020」 O.24 1.89 Q.24 ・       Table 4. Compiled Doppler velocity of magnetic minerals in M6ssbouer effect         (copied丘om The Chemical Society of Japan,1993)

(19)

116

Naoko UENO

(7)Microscopic observation:

  (7)−1 Electric−microscopic observation was performed by Prof. J. Akai, Faculty of        Science, Niigata University. Magnetic powder(attractive to magnet)under 250        μmafter dried for one week at 60℃was used. As shown in Fig.14, magnetic        mineral could not be found in this study.   (7)−2Microscopic observation after ashed by plasma inorganizer was carried assisted        by Ms. M. Shimizu at Natural Science Laboratory, Toyo University. Opaque        minerals of few micro−meter to 100 micro−meter could be seen as shown in        Fig.15. 〆裡φ奪濠          Fig.14. Electric・microscopic observation        Fig.15. Microscopic observation after ashed

川{川脚川1

→ ←       5μm’

(20)

Magnetism of Leaves of Azalea

117

4.Discussions and conclusions

  Intensities of NRM, SIRM and susceptibility are the highest near the railway station. Also, they are larger in the center of Tokyo than in the suburbs. The reason of high intensity near the railway station and in the center of Tokyo is as follows. Iron−containing powder produced by friction between the rail and the wheel when the train stops, or iron− containing powder discharged from the vent of cars, spreads to the air and attaches to the leaves. Leaves of azalea have cilia and are sticky enough to catch and keep and absorb the iron−containing Powder in the air.   Natural remanent magnetism reflects the direction of the earth’s magnetic field, which suggests the quick orientation of magnetism has occurred after attachment of powder to the leaves. This idea of quick orientation seems useful to consider the process of acquisition of DRM(Detrial Remanent Magnetizm).   As to the magnetic mineral, rock magnetic experiments such as AC demagnetization curves and hysteresis parameters suggest that the main magnetic mineral is psudo−single domain magnetite. In X−ray diffraction analysis of magnetic powder(attractive to magnet) under 180μm,Ankerite Ca(FeMg)(CO3)2 is suggested as the Fe containing compound with the low reliability. In SEM−EDX analyses, particles of Fe oxide, metallic Fe and Fe included in silicate are identified qualitatively. ln the M6ssbauer effect analysis, magnetite could not be found andβ一FeO(OH)andγ一FeO(OH)are suggested to the main magnetic mineralS.

AcknowledgementS

  The author is grateful for cooperation to obtain data of the NRM and SIRM to Dr. Minoru Funaki of NIPR(National Institute of Polar Research), SEM−EDX analyses and wet chemical analysis of Fe to Dr. Sadayo Yabuki and Mr. Yasuhiro limura of RIKEN(rhe Institute of Physical and Chemical Research),electro−microscopic observation to Prof. Junji Akai of Niigata Univ., M6ssbauer analyses to Prof. Hiromitsu Ino of Tokyo Univ. and ashed leaves observation to Ms. Mitsuko Shimizu of Toyo Univ.

References

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(21)

118

Naoko UENO

  dust from the vent of bus. IAGA−2005−A−01206, GAI12(Toulouse). The Chemical Society of Japan(1993).改訂4版化学便覧Maruzen(written in Japanese)   ISBN4−621−03870−2 C3043 n−648. Ueno, N.(1993)Natural remanent magnetization of plants(1).(written in Japanese)   Journal of the Toyo Univ., General Education(Natural Sci.),37,1−8. Ueno, N.(1996)Magnetic characters of plants(2).(written in Japanese)Journal of the   Toyo Univ., General Education(Natural Sci.),40,43−48. Ueno, N.(1997)Magnetism of leaves of azalea:Abstracts】AGA−1997(Uppsala)Session   1.18p107. Ueno, N.(2002)Susceptibility measurement to detect pollution by traffic on paved roads:  Journal of the Toyo Univ., Natural Sci.,46,43−52. Zijderveld, J.D.A.(1975)Paleomagnetism of the Esterel rocks. Doctoral thesis, Univ. of   Utrecht,19g PP.

(22)

Magnetism of Leaves of Azalea

119

要 旨

上野直子:つつじの葉の磁性一磁性の特徴および環境との関連

 つつじの葉は日本中に街路樹として広く植えられている.葉は繊毛で覆われ,手で触る

と粘性があることに気付く.著者は種々の植物について自然に持つ磁性強度を測定したが,

最も強度が大きいのは,つつじの葉であった.そこで,つつじの葉の磁性特性を調査する

ため岩石磁気の手法での解析,X線解析,メスバワー解析,顕微鏡解析を試みた.葉の磁

性の特徴を明らかにすることによって,採取地点による差が環境の指標になることを期待

した.実験は,船木實博士(極地研),矢吹貞代博士・飯村康紘氏(理研),井野博満教授

(東大工),赤井純治教授(新潟大理),清水満子氏(東洋大)のご協力により行われた.(所

属は実験当時)

 岩石磁気の手法での解析:NRM強度は最高で83x10−6 Am2/kg,最低で2x1()J6 Am2/kg

である.鉄道の駅近くと東京の中心部で強く,採取地域による差がでた.高強度の原因は,

駅では停車時のブレーキによる車輪と線路の摩擦で鉄粉が空気中に広がる.道路際では車

の排気ガスに含まれる磁性物質(中井他,2005)が空気中に広がる.車両通行量の多い都

心では,空中の磁性物質も多い.空気中の磁性物質が多いと繊毛と粘性のあるつつじの葉

に付着する量も多い.また葉の磁性の向きは地球磁場方向である.このことから磁性は付

着とほぼ同時に地球磁場方向に揃うと考えられる.短時間内で粒子の磁性が地球磁場方向

に揃うという考え方は,堆積物の残留磁化の獲得過程を考える上で重要である.

 SIRM強度はNRM強度に比例するが,比例定数には地域差が見られる.3軸分離によ

るIRMの獲得曲線を1試料について測定した.

 初期帯磁率はSIRM強度に比例する.比例定数には地域差が見られる.

 代表的試料のヒステリシスから得られたパラメーターはチタノマグネタイトの擬似単磁

区構造領域にプロットされる.

 X線解析:試料番号No.2についてのみ行った.磁石に付く180μm以下の粒子のX線回

析では,信頼性は低いがAnkerite(Ca(FeMg)(CO3)2)が鉄を含む化合物の候補となった.

SEM・EDXによるFeを主成分とする粒子の元素分析では.定性的であるが,鉄酸化物,金

属鉄,鉄を含むシリケイト粒子,鉄を含むアルミノシリケイト粒子,鉄を含むマグネシウ

ムシリケイト粒子が見られる.

 メスバワー解析:試料番号No.2についてのみ行った.異性体シフトと四極子分裂のパ

ラメーターからはFe化合物のなかでオキシ水酸化鉄(fi−FeO(OH),7−FeO(OH))が最適

となり,マグネタイトに対応するピークは見えなかった.

 今回の顕微鏡解析では特記する結果は得られなかった.

 以上のことからつつじの葉には,鉄の化合物が付着しており,これが残留磁化の原因と

なり,空気汚染と関連することがわかった.ただし,化合物は水酸化鉄やAnkeriteなど

候補はあるものの特定できなかった.

参照

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