唯一の液体金属がやってのける8つのこと

重い鉄の砲弾を水銀の溜まりに落とすと、コルクのようにぷかぷか浮かぶ。水銀の密度は1立方センチメートルあたり約13.5グラムで、鉄は約7.9しかないため、鉄は浮力を受けて高く浮き、上向きの力が重さとつり合うまでにほんの数センチしか沈まない。日常では固体の鉄より重いものはないので奇妙に見えるが、ここでは流れる金属が鋼を支えている。同じ浮力のおかげで、水銀は何世紀にもわたり鉛や金、さらには人々の見当違いの自信までも支えてきた。

スペインのアルマデン鉱山はローマ時代から約2,000年にわたって採掘され、2000年代初頭に閉鎖されるまでに約25万トンの水銀を産出した。地質学者の推定では、この一つの鉱床だけで人類がこれまで採取した水銀全体の3分の1近くを生み出しており、ほかのどの産地よりはるかに多い。金属は、硫化水銀からなる鮮やかな血赤色の鉱石、辰砂(しんしゃ)の中に潜んでいる。結晶を焙焼すると銀色の水銀蒸気が立ちのぼり、それを冷やして再び液体に戻す。

中国最初の皇帝、秦の始皇帝は紀元前210年ごろに埋葬された。古代の歴史家は、その地下宮殿には中国の川や海が流れる水銀で再現されていたと記した。何世紀ものあいだ伝説のように思われていたが、西安近くの封じられた墳丘の土壌調査で、通常の背景値がわずか5〜10ナノグラムであるのに対し、空気中の水銀が1立方メートルあたり約27ナノグラムに達することがわかった。その分布は中国の実際の川の地理さえなぞっている。墓室はいまも開けられていない。考古学者には、その有毒な地下室へ安全に入る手立てがないのだ。

1759年、サンクトペテルブルクの厳しい冬に、二人の研究者は雪と濃酸のシャーベットで水銀を冷やし、記録に残る限り初めて摂氏マイナス38.83度で固体に凍るのを見届けた。凍った塊はふつうの軟らかい金属のように振る舞った。展性に富み、密度が高く、平らに打ち延ばして鉛のように曲げられるほど硬かった。これは水銀が、地球の穏やかな気候にたまたま融かされているだけの正真正銘の金属であることを証明した。数分のうちに冷たい塊は温まり、ひびが入って、再び銀色の溜まりへと流れ戻った。

1643年、エヴァンジェリスタ・トリチェリはガラス管に水銀を封じ、皿の上で逆さに立てた。すると水銀柱は降下し、高さ約760ミリメートルで止まり、その上に空っぽの空間が残った。この隙間が史上初の実験室の真空であり、安定した水銀柱は大気そのものの重さを量る最初の気圧計だった。彼が水銀を使ったのは実用的な理由からだ。水銀は水の約14倍の密度があるので、水の気圧計では10メートルを超える途方もない管が必要なところを、水銀なら1メートル足らずのガラス管で同じ大気圧とつり合う。

砕いた鉱石から金を取り出すため、何百万人もの小規模採掘者が液体の水銀を混ぜ込む。水銀は金に付着して、軟らかい銀色のアマルガムになる。彼らはその塊をトーチで熱し、水銀を蒸気として飛ばして金だけを残すが、その金属は空気や川へ逃げ出す。国際機関の推定では、この一つの行為だけで人間による大気への水銀排出全体の約38パーセントを占め、ほかのどの発生源より多く、年に1,000トンを超える水銀を放出して、採掘者とその周りの水を汚染している。

朱(バーミリオン)は、無数の古い絵画を彩る燃えるような赤で、硫化水銀の鉱物形である辰砂を粉にしたものだ。一見、変わらないように見えるが、ひそかに不安定だ。光と湿った空気にさらされると赤い表面は劣化し、暗い被膜が広がって、画面全体を灰色や黒に変えてしまうことがある。ポンペイの壁画や古典絵画の板絵の研究は、これを粒の表面で起きる水銀と塩素の反応によるものとしている。また、赤から黒への硫化水銀の構造的な転換は、摂氏345度ほどの熱でも起こりうる。ローマ人はすでに、朱を直射日光から遠ざけるべきことを知っていた。