『レア』（2015）は、地中のありふれていながらも捉えどころのない化学元素に光を当てる。それらは現代テクノロジーの発展において、ますます重要な役割を果たしている元素だ。世界の超大国間で繰り広げられる地政学的な争いの真の要因とは何か。そして、ひとまとまりの希土類金属が、私たちのエネルギー源、ガジェット、軍事技術の未来とどう関わってくるのか。その全体像への理解を深めることができる。
本書から得られること：私たちの生活に欠かせない、あまり知られていない鉱物について
ランタンをご存じだろうか？ それではセリウムやプラセオジムはどうだろう？ おそらく多くの人と同じように、戸惑いを感じているに違いない。いったいこれらは何なのだろうか？
実は、それらは希土類金属（レアアース）であり、合わせて17種類の化学元素を含む鉱物群のことだ。それぞれが非常に奇妙な名前を持ち、あまり知られていないものの、現在および将来のテクノロジーにおいて極めて重要な役割を果たしている。今日では事実上不可欠ともいえるユニークな特性を備えており、スマートフォンから原子力発電所、先端軍事技術に至るまで幅広く使われている。本稿では、これらの金属の歴史、多岐にわたる用途、そして地政学的な未来への影響について探っていく。以下のポイントを学べるだろう：
- 硫酸タリウムが「相続パウダー」と呼ばれる理由
- ベリリウムが米空軍にとっていかに重要か
- 中国の希土類金属へのアクセスが今後いかに決定的になるか
希土類金属は実はかなりありふれた存在だが、極微量の濃度でしか見つからない。
例えば、19世紀の中国では自転車に乗っている人を見かけることは稀だった。しかし現在では、中国には約4億3000万台の自転車があり、サイクリストは日常の風景だ。同様に、希土類金属の本当の「希少性」もまた、視点の問題である。「希土類金属」という名称は、セリウム、プラセオジム、スカンジウム、イットリウムなど、発音が難しい奇妙な名前を持つ17種類の化学元素をまとめた略称だ。これらの元素が初めて発見されたとき、人々はダイヤモンドや金と同じくらい希少だと信じ、それゆえこの名が付いた。
しかし実際には、これらの金属のいくつかは地殻のほぼどこにでも存在している。実際、土壌を無作為にサンプリングすれば、ユウロピウム、ネオジム、ホルミウム、イッテルビウムが、銅、コバルト、ニッケルと同程度見つかることだろう。つまり希土類金属は見つけるのが難しいから希少なのではなく、ごく微量しか存在せず、周囲の物質から分離するのが非常に困難でコストがかかるのだ。このため、これらの元素は私たちの身の回りにあふれているにもかかわらず、今なお希少と見なされているのである。
これらの金属は無視できるほどの微量しか存在しないため、何トンもの土壌を処理しても、得られるのはある種類の元素がたった1グラム、あるいはわずか1ミリグラムということもある。そのため、実用に足る量の元素を入手するには、膨大な量の岩石を粉砕し、分離し、選別するという複雑で最終的に非効率な工程が必要になる。岩石から不要な部分を取り除くためには化学薬品が使われ、その過程で抽出対象の元素の一部までもが破壊されてしまう。つまり、最終的には希土類金属の収量がさらに少なくなってしまうのだ。
18世紀に発見された最初の希土類金属が実用化されるまでには、長い時間がかかった。
一握りの土から希土類金属を見つけ出すのは、干し草の山から針を探すようなものだと言える。だからこそ、その発見が意図的なものではなく偶然の産物だったのも当然だろう。最初の発見は18世紀後半のスウェーデンでのこと。これは科学者や地質学者の仕事ではなく、カール・アクセル・アレニウスという名の陸軍将校がスウェーデンのイッテルビー近郊の採石場で奇妙な黒い岩石を見つけたことに始まる。アレニウスは地名にちなんでその岩石をイッテルバイトと名付けたが、3か月後、その組成を特定できなかったため、化学者ヨハン・ガドリンに引き渡すことにした。
ガドリンは、その黒い岩石の3分の1が全く未知の化合物で構成されていることを突き止め、それをイットリアと名付けた。ガドリンはその後数年間かけて岩石を分析し、イットリアが実際には複数の異なる元素からなる化合物であることを発見した。その中には、酸素原子と結合した新しい元素が含まれており、彼はそれをイットリウムと名付けた。化学的に言えば、酸素原子の存在はイットリウムが酸化物であることを意味し、それはまた、元素を酸素原子から分離することが非常に困難であることも意味していた。この難しさゆえに、希土類金属が実用化されるまでには何世紀もかかった。金のような他の元素は酸化物から手作業で抽出できるが、イットリウムのような元素にはそれが当てはまらないため、新しい方法を開発する必要があったのだ。
しかし20世紀までに、科学者たちは岩石を濃縮酸・塩基に浸す方法を開発した。異なる液体溶液によって岩石から異なる元素を抽出できるようになり、このプロセスによって最終的に純粋なイットリウムが得られるようになった。単離されたこの元素は、とりわけレーダー、テレビ、コンピューターなどのさまざまな画面の製造に使われ、赤色の発色を助けている。
希土類金属は原子力発電所の安定化に貢献する一方で、核廃棄物も生み出す。
ウランなどの危険な放射性元素について聞いたことがあるだろうし、それがどのように利用されているかもおおよそ知っているだろう。しかし、希土類金属こそが原子力発電所の真の立役者であることをご存じだろうか？ 放射性元素とは異なり、希土類金属は原子力発電所の安全性を保つために使われている。中性子を吸収する能力があるため、核反応を駆動する燃料棒の理想的な成分となるのだ。
反応を突然の破壊的なものではなく、徐々に管理可能なものに保つのに役立っている。このプロセスにはさらに副次的な利点もある。燃料棒が放射熱で部分的に崩壊すると、希土類金属であるロジウム、ルテニウム、パラジウムが大量に生成され、抽出されるのだ。しかしもちろん、このシステムに危険がないわけではない。すべての燃料棒は最終的に劣化して使えなくなり、この核廃棄物をどうするかという問題は、難しい上に論争も呼ぶものだ。主な方法は、人間の居住地から遠く離れた施設に廃棄物を保管し、放射能を封じ込めるために鉛で補強するというものだ。
しかしながら、この方法には多くの精査と批判が寄せられており、これらの施設が実際にどれほど安全なのか疑問視する声も多い。近年では、放射性化合物を分離・中和して他の用途に利用するリサイクル方法も使われるようになっている。だが、核廃棄物の再処理は言葉で言うほど簡単でも安全でもない。例えばプルトニウムは、いったん中和されて核廃棄物から分離されると、重大な安全保障上の脅威となり得る。十分な量のプルトニウム粉末を手に入れられれば、自前の核爆弾を製造することも考えられるのだ。
硫酸タリウムのような目立たない希土類金属の中には、強力な殺人兵器になり得るものもある。
良質なミステリー小説を読むのが好きなら、1961年発表のアガサ・クリスティの小説『蒼ざめた馬』をご存じだろう。その筋書きは、金属タリウムによる毒殺であることが明かされる（ネタバレ注意！）一連の不可解な死を軸に展開する。残念ながら、希土類金属による毒殺はフィクションの中だけの話ではない。
クリスティは、殺人を企てる者に追跡不可能な死の手段を提供したとして、かなりの批判さえ受けた。実際のところ、タリウムは非常に人気のある毒薬となり、親族の早すぎる（そして疑わしい）死によって利益を得た多くの相続人たちにちなんで「相続パウダー」と呼ばれるようになった。自然状態のタリウムは水に溶けない。しかし硫酸タリウムという化合物になると、白い結晶性の塩となり、金属に電磁荷が与えられて水分子と結合できるようになる。大人を殺すのに必要なのは、飲み物に溶かしたわずか1グラム。そして1972年まで市販の殺鼠剤の主成分だったため、硫酸タリウムの入手はそれほど難しくはなかったのだ。
しかしこれは、毒入りコーヒーを一口飲んだだけで誰かが喉を押さえて苦しみ出すような毒ではない。硫酸タリウムが真の「選ばれし毒薬」である理由は、その目立たなさにある。被害者が摂取すると、化合物は分解し、タリウム金属が血流に入り込む。タリウム原子はカリウム原子と非常に似ているため、細胞のチャネルへの侵入が許され、数週間のうちに死に至るゆっくりとした健康の悪化を引き起こす。この緩慢な病は他の多くの致死性疾患と症状が紛らわしく、今なお使われている理想的な殺人兵器なのだ。2011年、ボストンでの男性の自殺と思われた事例を調査したところ、実は元妻で製薬化学者のティエンリー・リーによってタリウムで毒殺されていたことが明らかになった。
希土類金属の大半は中国に存在し、それは約4億年前に蓄積された。
近年の政治的・経済的議論の多くに、中国の台頭に関する言及が含まれている。しかし、しばしば語られないのが中国の主要資源である希土類金属だ。驚くべきことに、地球上の希土類金属の圧倒的大部分は中国に存在している。中国はこれらの貴重な元素に非常に恵まれており、地質学者たちはサウジアラビアの石油埋蔵量がもたらす富に匹敵すると評している。
言い換えれば、世界の他の国々はわずかな分け前にすがるしかなく、これらの金属を必要とする多くの製品を製造する上で中国に完全に依存している。当然ながら、不安定な政治関係はこれらの原材料へのアクセスをいっそう困難にする。2012年から2015年にかけて、中国は希土類金属の輸出制限を試みたが、この試みは2015年に世界貿易機関によって覆された。中国の希土類金属の多くは一地域に集中している：内モンゴル自治区の包頭（バヤンオボ）鉱区だ。もともと鉄の採掘を目的に開発され、1930年代にまで遡るこれらの鉱山は、化学者たちが希土類金属の重要性を発見した後、タンタルやニオブなど、はるかに価値の高い資源の採掘へと焦点を移した。
では、この地域になぜこれほど高濃度の元素が集まったのか？ その答えを得るには、人類が地上を歩くはるか前、4億年以上前の中原生代まで遡る必要がある。当時の地球は金星にはるかに近く、灼熱の熱、湿地帯、そして酸素が極めて少ない大気が特徴だった。希土類金属が出現した時期を特定することはできても、その正確な方法や理由については誰にも分かっていない。ただし、中国のこの大規模な鉱床は、地球の核から火山性マグマと貴金属をもたらした地殻変動の結果であるという説がある。
アフガニスタンは希土類金属によって、長年の単なる軍事ゲームの駒から脱却できるかもしれない。
アフガニスタンにもまた、大量の希土類金属が埋蔵されている。この事実は、同国が暴力的な歴史から自らを解放する助けになるかもしれない。中東、ロシア、中国、インドに挟まれた地政学的な火薬庫に位置するアフガニスタンは、長い間、外国勢力が戦争を繰り広げる舞台となってきた。今日の混乱の多くは1980年代にまで遡る。当時、アメリカはソ連と戦っていたアフガニスタンの反政府勢力を支援していた。アメリカの関与は、CIAが数百万ドルを投じた「サイクロン作戦」の一環であり、1979年から1989年にかけて、携帯式対空ミサイルを含む武器と訓練を数万人のアフガニスタン兵に提供した。
CIAはソ連がアフガニスタンを支配できないようにしようとし、その結果、アメリカとソ連の間の戦争がアフガニスタンの地で繰り広げられた。皮肉なことに、アメリカは10年後の21世紀初頭にアフガニスタンに戻ってくることになる。今度は、自らが武装させ権力の座に就かせた過激派イスラム主義者たちと戦うためだ。しかし、アフガニスタンにはまだ繁栄への道が残されているかもしれない。戦場としての歴史を乗り越え、安定した経済を持つ国家になるための最大の希望は、希土類金属の供給にあるだろう。
2010年の米国地質調査所の報告によると、アフガニスタンの地表直下には、鉄や金に加えて大量の希土類金属が存在している。これらの資源の価値は1兆ドルから3兆ドルと推定されている。地質学的な天然資源からもたらされるこの富は、経済と教育システムを再建し、コミュニティを貧困から脱却させる可能性を秘めている。希土類金属は、アフガニスタンが大国の戦争ゲームの戦場であることを最終的に脱する道となるかもしれない。
希土類金属は軍事・エネルギー技術に不可欠である。
スマートフォンやゲーム機に含まれる元素を挙げられるだろうか？ これらのテクノロジーはますます希土類金属に依存しており（だからこそ、ほとんどの人は画面の裏側で何が起きているのか説明できないのだろう）、希土類金属はそれほど日常的ではない理由で主に希求されている。実際、それらは主に新しい軍事技術に使われているのだ。
米国防総省は、希土類金属ベリリウムが米国の安全保障計画の中核的役割を果たすと述べる一方で、供給が不足していることも認めている。現在、ベリリウム・アルミニウム合金は、多くの国が軍事安全保障を依存している人気のF-35統合打撃戦闘機を含む、5系統の戦闘機の機体フレームの製造に使われている。ベリリウムの軽さはこの合金を優れた素材にしており、空力性能の最適化に完璧だ。多くの航空機やドローンでは、ベリリウムが電子回路の構築に使われている。レーダー技術や、爆弾やその他の爆発物を検知する装置にも使用されている。さらに軍は、ベリリウムがガラスをほとんどの戦闘地域で一般的な振動圧に耐えられるようにする特性も活用しており、例えば戦車の操縦者が使用するミラーに使われている。
もちろん、希土類金属には非軍事的な用途も数多くあり、特に新エネルギー技術の分野では顕著だ。電気自動車は希土類金属ランタンに大きく依存している。実際、トヨタのプリウス1台には約20ポンドのランタンが必要で、その大半は車載バッテリーの蓄電容量を高めるために使われている。当然ながら、これほど強力なバッテリーなしには、プリウスがこれほどの成功を収めることはなかっただろう。より物議を醸しているのがトリウムだ。放射性を持つ希土類元素であり、新型原子力発電所で従来のウランに代わるものとして開発が進められている。研究は進行中だが、将来の原子力施設は、より安定してはるかに安全だと予測されるフッ化トリウム塩によって動力を得る可能性がある。
宇宙空間は希土類金属の将来の供給源となり得るが、天体の所有権問題は未解決のままだ。
他の天然資源と同様、希土類金属の量には限りがある。そこで中心的な問いは「供給が枯渇したらどうするのか」だ。代替として再生可能な資源を探す専門家もいれば、星に目を向けている人々もいる。他の惑星にどれほどの供給があるのか正確には誰にも分からないが、かなり大きい可能性は高い。何しろ希土類金属は、宇宙空間で星が死にゆくときに最初に形成されたのだから。
星が誕生するとき、その中心核には水素、ヘリウム、リチウムといった基本的な元素しか含まれていない。しかし星が徐々に熱くなるにつれて、鉄のような原子が形成され始める。そして鉄が蓄積し続けると、星はエネルギーを失って冷え始め、死のスパイラルが始まる。このとき中性子が原子核と衝突し、希土類金属やその他の複雑な化学元素が生成されるのだ。しかし宇宙という最後のフロンティアは、誰がこれらの貴金属の所有権を主張するのかという多くの疑問を提起する。アメリカは月に最初に旗を立てたかもしれないが、それによって月の全資源に対する権利が与えられるかどうかはまだ分からない。
国連は1966年の宇宙条約で潜在的な紛争の解決を試みた。それによると、宇宙空間は深海と同様に扱われるべきで、いかなる一国の財産とも見なされてはならず、むしろ全人類に帰属すべきだとされている。注目すべきは、主要な宇宙探査国であるロシア、中国、アメリカのいずれもこの条約に署名していないことだ。それぞれ明らかに、特定の天体の領土――そして特定の貴重な金属――の単独所有権を主張できるかどうかを見極めようと待っているのである。
まとめ
本書の核心的なメッセージ：希土類金属は、将来の軍事・民生技術において大きな役割を果たすことになる複雑な化合物群である。 資源をめぐる競争はすでに始まっており、中国が決定的な優位に立っている。
さらに読みたい方へ：『Making the Modern World』ヴァーツラフ・スミル著 『Making the Modern World』（2014）は、人類の物質消費の歴史と未来へのガイドである。本書では、現代の主要な物質カテゴリーと、今後それらをいかに効果的に管理していくかを解説している。
