みちばたに おちて いる いしの おおくは、「がんせき」の なかまです。 がんせきは、いろいろな しゅるいの ちいさな つぶが あつまって できて います。

その つぶの 1つ 1つが「こうぶつ」です。こうぶつは、きまった もとの りょうが、きまった ならびかたで できた、しぜんの かたい ものの ことです。

たとえるなら、がんせきは ぐが たくさん 入った カレーライス、 こうぶつは その 中の にんじんや じゃがいもの 1つ 1つです。

ほうせきと よばれる 3つの じょうけん

こうぶつの 中でも、「うつくしい」「めずらしい」「かたい」と いう 3つの じょうけんが だいじに される ものが「ほうせき」と よばれます。かたさが たりないと、まいにちの こすれで きずつきやすく なって しまうからです。

ただし、オパールや しんじゅの ように、かたさが たりなくても、 うつくしさと めずらしさから ほうせきと される ものも あります。 ほうせきという とくべつな ざいりょうが あるのでは なく、ふつうの こうぶつの 中から、じょうけんの そろった ものだけが えらばれて いるのです。

道ばたに転がっている石の多くは「岩石」と呼ばれるなかまです。岩石は、いくつもの種類の小さな粒が混ざり合ってできています［1］。

その粒の1つ1つが「鉱物」です。鉱物とは、それぞれ決まった材料の組み立てかた（分子構造）を持つものです［1］。

宝石と呼ばれる3つの条件

鉱物の中でも、「美しさ」「珍しさ」「かたさ（耐久性）」という3つの条件が重んじられるものが「宝石」と呼ばれます［2］。かたさの目安としては、身の回りのほこりに多く含まれる石英と同じくらいのかたさが参考にされることが多く、これより柔らかい鉱物は日常の摩擦で表面が傷つきやすくなります［2］。

ただしオパールや真珠のように、かたさの基準に届かなくても、美しさと珍しさから宝石として扱われるものもあります［2］。つまり宝石という特別な材料があるのではなく、ありふれた鉱物の中から、条件がそろった一部だけが選ばれているのです。

道ばたに転がっている石の多くは、「岩石がんせき」と呼ばれるなかまだ。岩石は、いくつもの種類の小さな粒が混ざり合ってできている［1］。

その粒の1つ1つが「鉱物こうぶつ」である。鉱物とは、それぞれ固有の分子構造を持つ物質のことだ［1］。

宝石と呼ばれる3つの条件

そして、鉱物の中でも「美しさ」「希少性」「耐久性」という3つの条件が重んじられるものが、「宝石」と呼ばれる［2］。耐久性の目安としては、身の回りのほこりに多く含まれる石英と同じ硬度こうど7程度以上が参考にされることが多い。石英より柔らかい鉱物は、日常の摩擦で表面が傷つきやすくなるからだ［2］。ダイヤモンドの硬度は10、ルビー・サファイアは9で、この基準を大きく上回っている［2］。

ただし例外もある。オパールや真珠は硬度7に届かないが、美しさと希少性から宝石として扱われている［2］。つまり宝石という特別な材料が存在するのではなく、ありふれた鉱物の中でも、条件のそろった一部だけが宝石と呼ばれているのだ。

あかい ほうせきの ルビーと、あおい ほうせきの サファイア。 ぜんぜん ちがう ほうせきに 見えますが、 じつは どちらも「コランダム」という おなじ こうぶつです。 すきとおった コランダムは、いろが ついて いません。

いろを きめて いるのは、けっしょうの 中に ほんの すこし まじる、べつの げんそです。あかい いろの もとが まじると ルビーに なり、あおい いろの もとが まじると サファイアに なります。 まるで、おなじ すきとおった ゼリーに、ちがう いろの しるを ほんの すこし まぜるだけで、あかい ゼリーにも あおい ゼリーにも なるような ものです。

ほうせきに なれない コランダムも ある

まじりものが おおくて にごった コランダムは、ほうせきには なれず、ものを みがく どうぐとして つかわれて きました。 すきとおった うつくしい けっしょうだけが ほうせきに なり、にごった けっしょうは どうぐに なるのです。

赤い宝石のルビーと、青い宝石のサファイア。見た目はまったく別の宝石ですが、実はどちらも「コランダム」という同じ鉱物です［3］。純粋な結晶は無色透明です［3］。

色を決めているのは、結晶にごくわずかに混じる、ほかの元素です。クロムが少し混じると赤色になり、これがルビーです。鉄が混じると青色になり、サファイアと呼ばれます［3］。同じ材料なのに、混じるものがちがうだけで、見た目も名前もまったく変わります。

宝石になれないコランダムもある

コランダムは、ダイヤモンドに次ぐかたさを持つ鉱物です［3］。しかし不純物が多く混じって濁ったコランダムは「エメリー」と呼ばれ、宝石にはならず、昔は研磨剤として使われていました［3］。透明で美しい結晶だけが宝石になり、濁った結晶は道具になるのです。

赤い宝石ほうせきのルビーと、青い宝石のサファイア。まったく別の宝石に見えるが、どちらも「コランダム」という同じ鉱物種である［3］。化学式はAl₂O₃（酸化アルミニウム）で、純粋な結晶は無色透明だ［3］。

色を決めるのは、結晶の中にごくわずかに混じる、ほかの元素（不純物）だ。クロムイオンが2パーセントほど混じると赤色になり、これがルビーと呼ばれる。鉄イオンが混じると青色になり、サファイアと呼ばれる［3］。同じ材料でも、混じる不純物の種類がちがうだけで、見た目も呼び名もまったく変わってしまう。

宝石になれないコランダムもある

コランダムはモース硬度こうど9と、ダイヤモンドに次ぐかたさを持つ［3］。しかし不純物が多く混じり、濁って粒状になったコランダムは「エメリー」と呼ばれ、宝石にはならず、かつては天然の研磨材として使われていた［3］。透明で美しい結晶だけが宝石に、濁った結晶は道具になる。同じ鉱物でも、行き先はまったく別々なのだ。

すきとおった すいしょうと、むらさきいろの アメジスト（むらさき すいしょう）も、コランダムと にた かんけいに あります。どちらも おなじ こうぶつから できて います。

アメジストの むらさきいろは、けっしょうの 中に ほんの すこし まじった てつが、目に 見えない エネルギーで ある 放射線ほうしゃせんを あびる ことで うまれます。

この いろは すこし はかなくて、つよい ひかりを ながく あびつづけると、いろが うすく なって しまいます。アメジストの むらさきも、たいせつに しないと きえて しまうのです。

無色透明の水晶と、紫色のアメジスト（紫水晶）も、コランダムと似た関係にあります。どちらも「石英」という同じ鉱物です［4］。

アメジストの紫色は、石英の結晶にごくわずかに入りこんだ鉄と、天然の放射線が組み合わさって生まれます［4］。鉄が放射線を浴びて変化し、光の一部を吸収するようになった結果、残った色である紫色が見えるのです。

この色は少し不安定で、強い紫外線を長く浴び続けると褪せてしまいます［4］。ルビーやサファイアの色が不純物そのものの色であるのに対し、アメジストの色は、鉄と放射線が合わさって初めて生まれる、少しちがう仕組みなのです。

無色透明の水晶すいしょうと、紫色のアメジスト（紫水晶）も、コランダムと同じような関係にある。どちらも「石英せきえい」（SiO₂）という同じ鉱物である［4］。

アメジストの紫色は、石英の結晶格子にごくわずかに入りこんだ鉄イオンが、天然の放射線ほうしゃせんを浴びることで生まれる。鉄イオンが放射線によって変化し、光の一部（黄色）を吸収するようになった結果、残りの色である紫色が目に届く［4］。

なお、この色の正体は不安定なので、強い紫外線を長く浴び続けると色が褪せてしまう［4］。ルビー・サファイアの色が不純物イオンそのものの色であるのに対し、アメジストの色は、鉄イオンと放射線が組み合わさって初めて生まれる、少しちがう仕組みでできている。

おなじ こうぶつでも、みちばたの いしは、ちいさくて にごった けっしょうしか 見つからない ことが おおいです。いっぽう、 ほうせきに なる けっしょうは、大きくて すきとおって います。

マグマが 地下の ふかい ところで、ゆっくり ゆっくり ひえて かたまると、けっしょうは じかんを かけて 大きく そだつ ことが できます。

はんたいに、マグマが きゅうに ひえたり、まわりの けっしょうと おしあいへしあい しながら そだったり すると、けっしょうは ちいさく にごったまま かたまって しまいます。みちばたの いしが じみに 見えるのは、ざいりょうが ちがうからでは なく、そだつ ばしょや じかんが、ほうせきに なる じょうけんに 足りて いなかったからなのです。

同じ鉱物でも、道ばたに落ちている石には小さく濁った結晶しか見当たらないことが多いです。一方、宝石として売られている結晶は、大きく透明で、形も整っています。この違いを生むのが、結晶が育つときの「時間」と「場所」です。

マグマが地下深くでゆっくり冷えて固まると、結晶はじっくり時間をかけて大きく育ちます［5］。マグマが冷える途中で、温度や圧力が変わることで、液体や気体のすき間（空どう）ができることがあり、その中では結晶がじゃまされずに、自由な形に育ちます［5］。こうしてできた岩石からは、宝石になる鉱物がしばしば見つかります［5］。

反対に、マグマが地表近くで急に冷えたり、まわりの結晶と押し合いながら育ったりすると、結晶は小さく、濁ったまま固まってしまいます。道ばたの石の多くが地味に見えるのは、材料そのものがちがうからではなく、育つ環境が宝石になる条件を満たしていないからなのです。

同じ鉱物でも、道ばたに落ちている石には、小さく濁った結晶しか見当たらないことが多い。一方、宝石として売られている結晶は、大きく透明で、形も整っている。この違いを生むのが、結晶が育つときの「時間」と「空間」だ。

マグマが地下深くでゆっくり冷えて固まると、結晶がじっくり時間をかけて大きく成長できる。こうしてできる、とくに大きな結晶をふくむ岩石を「ペグマタイト」と呼ぶ［5］。マグマが冷える過程で、温度や圧力の低下によって液体や気体の空洞（晶洞）ができることがあり、その空洞の中では結晶が周りにじゃまされず、自由な形に育つ［5］。ペグマタイトからは、トパーズやベリル（緑柱石）など、宝石になる鉱物がしばしば産出する［5］。

反対に、マグマが地表近くで急に冷えたり、他の結晶と押し合いながら育ったりすると、結晶は小さく、濁ったまま固まってしまう。道ばたの石の多くが地味に見えるのは、材料そのものがちがうからではなく、育つ環境が宝石になるための条件を満たしていないからなのだ。

ダイヤモンドは、たんそだけで できた こうぶつで、ちきゅうで いちばん かたい しぜんの ものです。

ダイヤモンドが できるのは、地下の うんと ふかい ところ、 とても あつくて、とても 大きな ちからが かかる ばしょです。

でも、その ふかい ところから 地上まで、とくべつな マグマが、 ものすごい はやさで はこんで あげなければ なりません。 ゆっくり のぼって くると、ダイヤモンドは あつい いわの 中で こわれて しまうからです。

はやく はこばれた ダイヤモンドだけが、われずに 地上まで とどくのです。

ダイヤモンドは炭素だけでできた鉱物で、地球上でもっともかたい天然の物質です［2］。ダイヤモンドができるのは、地下150キロメートルより深い、高温・高圧の場所です［6］。

問題は、この深さから地表までどうやって運ばれるかです。2012年、カナダの大学の研究チームが、「キンバーライト」と呼ばれる特別なマグマが、ダイヤモンドを地表まで運ぶ仕組みを発表しました［7］。このマグマは大量の二酸化炭素を溶けこませていて、上昇する途中でこの二酸化炭素がガスになって放出され、マグマを一気に加速させます［7］。

その速さは秒速1〜4メートルにもなり、地表まで10〜45時間ほどで到達する必要があります［7］。もっとゆっくり上昇すると、ダイヤモンドは高温にさらされ続けて、こわれてしまいます［7］。ダイヤモンドが地表に届くには、材料と深さの条件だけでなく、ものすごい速さで駆け上がる特別な噴火まで必要なのです。

ダイヤモンドは炭素だけでできた鉱物で、地球上でもっともかたい天然の物質だ（硬度10）［2］。ダイヤモンドができるのは、地下150キロメートルより深い、高温・高圧の場所だ［6］。

問題は、この深さから地表までダイヤモンドをどうやって運ぶかだ。2012年、カナダ・ブリティッシュコロンビア大学のジェームズ・ケリー・ラッセルらの研究チームは、「キンバーライト」と呼ばれる特別なマグマが、ダイヤモンドを地表まで運ぶ仕組みを発表した［7］。このマグマは重さの40〜45パーセントにもなる大量の二酸化炭素を溶けこませており、上昇する途中でこの二酸化炭素がガスとなって放出され、マグマを一気に加速させる［7］。

その速さは秒速1〜4メートルにもおよび、地表までわずか10〜45時間ほどで到達する必要があるという［7］。もっとゆっくり上昇すると、ダイヤモンドは高温の岩石にさらされ続け、酸化して壊れてしまう［7］。つまりダイヤモンドが地表に届くには、材料と深さの条件だけでなく、猛烈な速さで駆け上がる特別な噴火まで必要なのだ。世界のダイヤモンド鉱山が、大昔にこの特別な噴火が起きた場所にかたよっているのは、このためである。

ちかくの はくぶつかんや かがくかんに、ほんものの ほうせきや こうぶつが おいて ある ことが あります。こんどは、色や すきとおりかたを、じっくり 見て みましょう。

きょう できる こと

• おうちに ある いしを かんさつする。 にわの いしや、りょこうさきで ひろった いしが あれば、 すきとおって いるか、つぶが 見えるか くらべて みましょう。
• しおの けっしょうを つくる（おとなと いっしょに）。 しおを おゆに とかして、おさらに 入れて かわかすと、 しかくい けっしょうが できます。

近くの博物館や科学館には、本物の宝石や鉱物の標本が展示されていることがあります。色や透明感、結晶の形をじっくり見てみましょう。

今日できること

• 家にある石を観察する。庭の石や旅行先で拾った石があれば、透明かどうか、粒が見えるかどうかを比べてみましょう。
• 食塩の結晶をつくる（大人といっしょに）。食塩をお湯にとかし、お皿に入れてゆっくり乾かすと、四角い結晶ができます。ゆっくり乾かすほど、結晶が大きく育ちます。

出かけてできること

• 科学館や地質の博物館で、宝石や鉱物の標本展示を見てみる。
• モース硬度表を調べて、身の回りの物と鉱物のかたさを比べてみる。

近くの博物館や科学館には、本物の宝石や鉱物の標本が展示されていることが多い。色や透明感、結晶の形をじっくり観察してみよう。

手を動かして確かめる

• 食塩やミョウバンの結晶をつくる。飽和水溶液をつくり、ゆっくり蒸発させると結晶が育つ。乾かす速さを変えて、結晶の大きさや形がどう変わるか比べてみてほしい（大人といっしょに）。
• モース硬度表と身の回りの物を比べる。爪（硬度2.5前後）、10円硬貨、ガラス（硬度5〜6）などでひっかき傷がつくか試すと、鉱物の相対的なかたさを実感できる。

一次情報にあたる

鉱物・宝石の学術的な情報は、地質学会や大学の地球科学系の学部・研究機関の発表に一次情報がある。ジュエリーショップの紹介文と、学術的な鉱物の解説を読みくらべてみると、同じ石でも説明の切り口がちがうことに気づける。