2009年10月29日木曜日

1_82 ちょっと前の最古:最古の岩石1

 地球最古の岩石が見つかったという報告が、昨年9月に出されました。その最古の岩石には、どのような意味があるのかを考えていきます。なぜ、今頃になってといわれそうですが、じつは、私はこの論文を見逃していて、夏ごろになって気づいたからです。雑誌を探したら製本中で、昨日やっと製本から戻ってきた論文をみることができました。少々、賞味期限切れかもしれませんが、紹介しましょう。

 昨年(2008年9月26日付け)のサイエンス(Vol. 321, 1828-1831 p)という科学雑誌に、「冥王代の苦鉄質地殻へのネオディミウム142の証拠」(Neodymium-142 Evidence for Hadean Mafic Crust)という題名の論文が載りました。その報告によると、42.8(+0.53、-0.81)億年前の地殻の証拠がみつかり、それは地球最古のものであるということがわかったということです。
 今回の岩石について説明をする前に、このエッセイもでも最古の岩石や鉱物などを何度か取り上げましたが、今まで見つかっている最古の岩石と鉱物について紹介しましょう。
 地球最古の物質は、西オーストラリアの堆積岩の中から見つかっているジルコンという結晶です。そもそも堆積岩とは、別の岩石の砕かれたものが集まり固まったものです。堆積岩を構成する砂粒は、その堆積岩より古いものからできているはず。砂粒の中から、年代を測定ができて、その年代に意味をもっている対象としてジルコンという鉱物が選ばれました。
 ジルコンは、一度できるとなかなか壊れにくいという性質を持っています。さらに、結晶の中には、ウランという元素が少量ですが含まれています。ウランは放射性核種で、時間経過とともに鉛に変わっていきます。ウランから鉛に変化した量を測定することができれば、ジルコン一粒、あるいはその中の微小部分ででも、年代測定が可能になります。
 西オーストラリアの堆積岩の中のジルコンから、44億年前という年代が得られました。2001年のことでした。しかし、これは、もともとは石の一部であったジルコンが鉱物の粒として砂の中に紛れ込んだものです。ですから、残念ながら、もとの石の情報はほとんど持っていませんでした。
 地殻の情報を持っているのは岩石です。古い地殻のことを知りたければ、岩石を探す必要があります。最古の岩石は、北西カナダからみつかった片麻岩で40から40.3億年前のものです。1999年に報告されています。これは大陸地殻をつくっていた岩石の中から取り出したジルコンを、上と同じ方法で測定したものです。
 今まで述べてきた方法は、ジルコンという丈夫な結晶を見つけて、その中に残されているウラン-鉛の放射性壊変の記録を読むことで年代測定をするものです。この方法には、大きな弱点があります。それは、ジルコンを含む岩石、もしくはジルコンがないと、その手法が利用できないのです。
 ジルコンは、マグマからできる火成岩の中に形成される鉱物です。しかも、そのマグマは、珪酸が多い性質のものでなければなりません。珪酸が多いマグマからできた岩石は、灰色から白っぽい岩石になります。このような岩石は珪長質(felsic)や中性(intermediate)とよばれるタイプのもので、花崗岩や閃緑岩、トーナル岩とよばれる岩石となります。これらは、大陸地殻を構成する岩石です。
 大陸地殻には苦鉄質(mafic)の岩石も混じっています。さらに海洋地殻は苦鉄質の岩石からできています。珪酸の少ない苦鉄質マグマからできた岩石では、ジルコンはほとんどありませんので、その方法は使えません。一般に苦鉄質岩にも利用できる年代測定を利用すればいいのですが、それがなかなか難しいのです。その話は次回としましょう。

・晩秋・
いよいよ10月も終わりです。
北海道では、木々が紅葉がそろそろ終わろうとしています。
ひと風吹くたびに、梢から落ち葉が舞い散ります。
もちろん木々の下には落ち葉が一杯になっています。
北海道の秋も、いよいよ終わろうとしています。
今年の夏は天候不順でしたので、
夏を楽しみきれなかったという思いがあり、
雪よ降るなと思ってしまいます。

・自分で選んだ道・
以前私は、大学院から研究所に所属していたときは、
年代測定を行っていました。
特に特別研究員としてウラン-鉛の年代測定をするために、
鉛の同位体測定のルーチン化に3年間励んでいました。
そのシステムをほぼ完成して
博物館へと転職したのですが、
それもずいぶん昔のような気がします。
当時、先端の研究をしていたと自負していたのですが、
それも遠い過去の話です。
今は、そのような先端の研究をする環境ではなく、
じっくりと時間をかけて地質現象を考えることに専念しています。
これも自分で選んだ道です。

2009年10月22日木曜日

4_92 鵜戸神社:宮崎3

 9月に出かけた宮崎への調査の続きです。今回は、鵜戸神社の紹介です。鵜戸神社は、その立地の不思議さから、有名なものとなっています。しかし、このエッセイでは、神社そのものの紹介ではなく、地質学的な紹介となります。

 調査のはじめは、宮崎市から北上しました。その後一気に南下して、最南端の都井岬までいきました。都井岬から北上しながら宮崎県の海岸線を調査を進めました。途上、日南市の鵜戸(うど)神社に立ち寄りました。
 この神社は、階段を下りていくと、海岸沿いに本殿があります。本殿は、海岸沿いの大きな洞窟があり、その中にあります。洞窟は広く、普通の神社がすっぽりと納まるほどの高さ、奥行きがあります。
 この洞窟は、もともと海蝕洞でした。海蝕洞とは、波の浸食で崖に形成された穴のことです。このような海蝕洞の形成のメカニズムには、地質の影響が大きくなります。地層面や断層面、節理面にそって形成されるので、どこもにでもできるものではありません。鵜戸神社は、地層面にそって形成された海蝕洞です。ですから、砂岩を中心とする地層が周囲にはあります。
 海蝕台は、もともと海面近くにあるはずですが、現在は、隆起して海上に顔を出したものです。そこに神殿を作っても波をかぶることがないほどの隆起がありました。
 神社の境内を歩いていると、本殿のほかに稲荷神社もあり、そこから別の神社へいけるという看板がありました。それもついでに見学に行くことにしました。その道程は、ほとんど人の行かないような荒れたものでした。途中、雨によって道が流されていて、道がよく分からなくなりました。流れにそって歩いていくと海岸に出ました。そこには、神社はありません。どうも道を迷ったようです。引き返してやっと道を見つけて、その神社にたどり着きました。
 波切神社と呼ばれているものでした。この神社も、波音が響く、海蝕洞の中にありました。隆起量が鵜戸神社はより少ないのでしょうか、大波があれば、洞窟の奥まで海水が入ってきそうです。海蝕洞は、地層面にそって浸食された洞窟です。古びた鳥居が3つ並んだ先に、高さ1メールにも満たないような小さな祠がありました。苦労してきたわりには、みすぼらしさを感じるようなものです。
 アプローチがよくないせいでしょうか。それとも小さい神社だからでしょうか。人もほとんどこないような場所となっています。雨でくずれた道も補修されることなく、神社も寂れています。
 ところが、人が訪れない分、海蝕洞は神秘さと荘厳さに満ちているように感じました。その荘厳さは、神社の小ささを打ち消すような波音と、海に向かって延びる砂岩の地層の厚さが生み出しているのでしょうか。海蝕洞の力強さを感じながら、波切神社を後にしました。
 周辺の岩石は、砂岩と泥岩を主とする地層からなる宮崎層群の青島層と呼ばれるものです。砂岩は浸食に強く、泥岩は浸食に弱いので、差別浸食を受けます。でも、長期的に見ると平らに浸食されていきます。それが、海蝕台です。周辺には、海蝕台もあります。
 鵜戸神社周辺だけでなく、宮崎県の海岸線には、宮崎層群が広く分布します。宮崎層群は、砂岩と泥岩の繰り返しの地層(互層といいます)からできています。そのような地層が浸食されて、海蝕台になります。
 その後、海岸線の隆起が起こり、海蝕台が海上に顔を出します。そこも海水がくるようなところでは、差別浸食が起こります。宮崎県南部の海岸には、地層が洗濯板のように広がっている地層があちこちでみることできました。海岸の各地に洗濯板と名づけられたところがあります。鵜戸神社にいたる道沿いにも、「鵜戸千畳敷奇岩」、別名「鬼の洗濯板」と名づけられています。鵜戸千畳敷は、干潮時には、非常に広い海蝕台が現れます。その広さから、県指定の天然記念物にされています。
 今回、観光客に多数来る神社と、人の来ない寂れた神社が、尾根をはさんで並んでいるのをみることになりました。海蝕洞の響く波音に、同じ海蝕洞もこうも違って見えるのとかと思いました。

・洗濯板・
洗濯板は、現在では、
ほとんど使われることがない道具になっています。
しかし、なぜか、うちの子供たちはでも
洗濯板を知っています。
でも、死語に近いものでしょう。
「鬼の洗濯板」という死語を用いた名称が
今後も残るかどうかは分かりません。
ですが、景観の不思議さは、
変わることがないでしょう。

・予防接種・
先日、インフルエンザの予防接種を
いつもいっている病院でおこないました。
子どもたちは、来週、小児科で受ける予定です。
息子たちの通っている小学校では、
新型インフルエンザがはやっています。
子どもたちもいつかかるか気になります。
かかるのはいいのですが、
かかって欲しくない時期があります。
たとえば近々、学芸会があります。
そのときに学級閉鎖があると、学芸会ができなくなります。
事実、2週間延期になりました。
でも病気ばかりは、こちらの都合でかかる時期を調節でません。
用心するしかないですね。

2009年10月15日木曜日

4_91 上村:宮崎2

 宮崎県高千穂の近くに、天の岩戸の伝説で有名な、天岩戸神社があります。天岩戸があり案内とともに見学できるようですが、訪れませんでした。なぜなら別に行きたいところがあったからです。それは、上村というところで、観光地でも名所ともなっていところでした。

 上村と書いて「かむら」と呼びます。地元の人もあまり知らないような小さな村落の地名です。私は、ここに訪れたくて時間をとったのですが、場所がわからず、残念ながらたどり着けませんでした。時間があれば、探し出すことができたのかもしれませんが、午後の1、2時間で、一つの露頭だけを見るつもりの予定でした。入り組んだ道がいろいろあって、地図と比べてもどこを走っているかわからなくなり、1時間以上うろうろしたのですが、探すのを断念しました。少々心残りでしたが、次の機会に行こうと考えています。
 なぜ上村に行きたかったのかというと、そこには地球史でも有数の事件である生物の大絶滅の記録が発見されているからです。絶滅の時代の地層が、上村には分布しているからです。
 大絶滅は、古生代と中生代の境界(P-T境界)となる時代(2億5100万年前)に起こったもので、地球史上、最大のものだったと考えられています。その絶滅は、中生代と新生代の時代境界であるK-T境界よりも大規模であったことがわかっています。
 絶滅の規模を定量的に記録するには、化石が必要です。古いほうの時代の化石と、新しい方の時代のものがあって、はじめてどの程度、絶滅したかが推定可能になります。そのような研究は、世界のいろいろな時代の化石を集大成しておこなわれています。他にも大規模な絶滅がいくつもあったのですが、その中でもP-T境界の絶滅が最大であることが、わかってきました。
 P-T境界をまたいだ地層は、絶滅の規模を知るためだけでなく、何が起こったのかを解明するために重要になります。そのような地層は、幸いなことに日本の岐阜県各務原市の犬山地域ででています。犬山の地層は、海洋の深海底にたまったチャートと呼ばれる岩石からでてきます。深海底の環境を知るために、チャートは重要になるのですが、表層環境を知るには役不足になります。
 海洋の表層にできる地層としては、熱帯付近で礁をつくっている石灰岩が有力です。日本の石灰岩の多くは、海洋島(大洋の中の火山活動でできた島)の周囲でできたものです。海洋島の環境は、海洋島の火山固有の岩石種から判別できます。そしてそのような火山岩の上に石灰岩があれば、それは、陸から離れた海洋島の環境でできたことがわかります。
 上村には、P-T境界部の地層は残念ながらありませんが、ペルム紀末の海洋島上の石灰岩を主とする地層が連続的に出ています。そのような地層は、海洋での表層環境の情報を読み取ることができます。
 研究の結果、P-T境界の大絶滅は、2度の事件によって起こったことがわかってきました。P-T境界時代の1000万年前にも第一陣の絶滅事件があり、その後P-T境界の直前に二番目の絶滅事件が起こったというシナリオです。そのような大絶滅事件の解明のきっかけに、上村の地層はなったのです。
 そんな大絶滅の事件が記録した上村の地層を見たかったのですが、今回はできませんでした。

・K-T境界・
P-T境界とは、
古生代の最後の時代であるペルム紀(Permian)と
中生代最初の時代の三畳紀(Triassic)の頭文字をとって
名づけられたものです。
一方、K-T境界は、
中生代の終わりの白亜紀(Cretaceous)と
新生代最初の第三紀(Tertialy)の
頭文字をとってC-Tとしたいところですが、
CではなくKとなっています。
Cはカンブリア紀や石炭紀なども使うので、
白亜紀はドイツ語の白亜紀の表記からKを使うことになっています。
実は、さらに問題があります。
それは、第三紀という時代名称が使われなくなってきたためです。
そのかわり、パレオジンとネオジンが使われるようになってきました。
K-T境界は、世間では有名ですが、
地質学では、重要度は世間ほどでなくなってきました。

・もっと大きな事件・
P-T境界を最大の絶滅としましたが、
本当は最大とはいえません。
なぜなら、もっと大規模な絶滅が起こったと
考えられる時代があるからです。
それは、約20億年前におこった酸素の大発生の時期の事件と
7億年前ころに起こった全地球凍結という大氷河期の事件です。
いずれの事件も大規模な大絶滅が起こったはずですが、
化石になる生物がほとんどいなかったことから、
絶滅の規模を定量的に推定できません。
ですから、残念ながら、
どれくらいの大絶滅であったかの比較にはでてきません。

2009年10月8日木曜日

4_90 大御神社:宮崎1

 9月に宮崎へ調査にいきました。今回から数回にわたって、宮崎の地でみて感じたことを、紹介していきたいと考えています。まず第1回目は、日向岬の大御神社で見た、柱状節理の上に建つ神社とさざれ石についてです。

 9月上旬に宮崎に1週間ほど出かけました。宮崎では、いくつかの目的地があったのですが、まずは、空港から宮崎市内を素通りして、海岸沿いを北上しました。最初の目的地は、日向岬でした。
 日向岬周辺の海岸沿いに出ている柱状節理を見るのが目的でした。単に節理が見れただけでなく、そこには人間の営みと自然そして科学が融合していることをみることができます。その一番典型が、大御(おおみ)神社でした。
 大御神社は、日向岬の南の付け根にあるところです。観光名所として有名なところですが、私は地質の見所を巡るので、観光ガイドブックをもって出かけません。ですから、そのような神社が、日向にあることを知りませんでした。しかし、現地で手にしたパンフレットに、大御神社の写真があり、そこには見事な柱状節理が映っていました。そんな柱状節理を見たら、実物を見たくなりました。実は、前日、その大御神社の前を通っていたのですが、後の祭りでした。日向岬を前日に見たので、別の地点に移動する予定でした。予定を少し変更して、再度日向岬に向かいました。
 大御神社は「日向のお伊勢さま」と呼ばれ、地域の信仰を集めています。この神社は、柱状節理のすぐ脇に立てられていますが、境内の西奥には、「さざれ石」があります。国歌の「君が代」に歌われている「さざれ石」です。「さざれ石」とは、地質学的には礫岩のことです。
 礫岩は、それほど珍しくないのですが、神社の境内にでてくると、それなりのありがたみがありそうです。この「さざれ石」は、柱状節理を形成した火山活動起こる前にできたもの(基盤といいます)です。「さざれ石」は、大陸の広い海岸平野に、2000万年前ころにできた地層で、河口付近にたまったものだとされています。
 「さざれ石」には、丸くなったもの(円磨されているといいます)が多数含まれています。礫のサイズは大小さまざま(淘汰(とうた)が悪いといいます)なものとなっています。礫の中には、割れているものもたくさんあります。あまり硬くない礫だったのでしょうか。
 火山が噴出したとき、そこから火山砕屑物が熱いままたまっていくと、砕屑物の中の軽石など溶けることがあります。そのような岩石を、溶結凝灰岩と呼びます。日向岬の柱状節理を形成している岩石は、1400万年前ころの火山活動できた溶結凝灰岩です。神社の中には、神社のつくるときに基礎部からでてきた岩石が、断面が研磨されて展示してありました。
 「さざれ石」のある海岸では、柱状節理を形成している溶結凝灰岩との境界が見ることができ、看板が立てられていました。「さざれ石」の看板には、地質についての説明もなされていました。なおこの「さざれ石」は、平成15年の境内の拡張の折に見つかったものだそうです。大御神社では、地質と宗教の融合、新旧の融合をみたような気がしました。

・訂正・
前回のエッセイで、
Tahさんから、間違い指摘を受けました。
急冷縁の英語を「child margin」と表記してしまいましたが、
「chilled margin」の間違いです。
言い訳になりますが、
Tahさんに、次のような返事を書きました。
「現在の所属が「子ども発達学科」というところで、
子ども(child)という単語をよくつかっていので、
無意識に間違ったようです」
というものでした。
ホームページでは修正をしていますが、
メールマガジンでは修正ができませんので、
ここでお詫び申し上げます。

・無意識・
無意識つながりなのですが、
無意識で、同じような経験をしました。
私は、エッセイ類を「ですます」調で書いています。
しかし、論文を書き始めると「である」調なのですが、
頭では「である」で考えているのですが、
なぜか語尾がなぜか「ですます」なってしまいます。
多分、無意識にキーボードでそんな入力しているようです。
無意識というか習慣でしょうか、
しかし、毎日書く、ホームページでは、
「である」調で書けます。
不思議なことです。

2009年10月1日木曜日

4_89 茂津多:狩場2009年 2

 今回も、8月にでかけた道南の狩場山の紀行の続きです。今では、涼しく秋めいてきたのですが、夏の道南の話です。蒸し暑い夏を思い起こしながら、火山に思いを馳せましょう。

 道南の渡島半島の付け根に位置する島牧村と瀬棚町にまたがって、狩場山はあります。狩場山の西の裾野は、日本海に向かって急激に落ち込んでいます。狩場山は、新生代の火山ですが、活火山ではなく、現在は活動していません。比較的新しい火山なので、狩場山周辺では火山岩をいたるところで見ることができます。
 今年の夏、狩場山に登るつもりで島牧村にでかけましたが、天気が悪く断念しました。しかし、狩場山の奥懐にあたる賀老渓谷では、活動した時代の違いや、性質の違うさまざまな火山岩を見ることができました。
 さらに見たかった火山岩が、茂多津(もったつ)の海岸線にでていました。この周辺で火山岩は、縞模様が発達しているのが特徴です。さらに、面白いことに、水中で活動した火山の特徴をもった岩石もみることができます。火山活動できた岩石は、火山砕屑岩と呼び、一般には陸上で活動したものです。しかし、水中や海岸近くで活動した火山もあります。そのような火山では、水の中でできる固有の特徴をもった水中火山砕屑岩(hyaloclastite、ハイアロクラスタイト)ができることがあります。
 ハイアロクラスタイトは、陸上のものとは、産状が違います。水の中でマグマは、急冷されるので、壊れます。溶岩が壊れたものが主体となることが多いのですが、溶岩の壊れ方はさまざまで、また海底を崩れ落ちて堆積岩の構造を持つこともあります。また、冷え方つまりマグマが固まるスピードもいろいろで、結晶のできない緻密で黒っぽい透明感があるガラスから、ある程度結晶化しているところもあなります。このようなガラスの縁を急冷縁(chilled margin)と呼みます。急冷縁は、水中に溶岩が固まったことを示しています。急冷縁の有無が、ハイアロクラスタイトを見分ける一番の特徴となります。
 マグマの量が多く、粘り気(粘性といいます)が小さいとき、水中に流れ込んでもマグマが壊れないことがあります。ある割れ目から出てきたマグマは、まるで練り歯磨きのチューブを押し出したように、円柱状にでてきます。周りは海水のなので、すぐに急冷縁を持った溶岩になります。勢いが止まると、先端は丸い球状の急冷縁ができます。丸太のようなものが何個も何個も連なり、まるで枕を並べたような形状になることがよくあります。このような溶岩を枕状溶岩と呼びます。枕状溶岩は、急冷縁とともにマグマが水中で形成されたことを示しています。
 このような多様性ができるのは、マグマが熱いのと岩石に断熱効果があるためです。表面が海水に触れて冷え固まっても、内側はまだ熱いマグマのまま固まらないで、溶岩の流れで新たな割れ目ができて、またそこが急激に冷却され、壊れたり、ガラスができたりします。枕状溶岩とハイアロクラスタイトとが連続的に変化していくこともよくあります。
 狩場トンネルの途中にある休息所で、不思議な縞模様を持つ溶岩と、ハイアロクラスタイトを近くで見ることができます。そんな過去の壮大な火と水のせめぎあいを、今では穏やかな海岸で見ることができます。

・秋の訪れ・
北海道は秋めいてきました。
気温はそれほど下がっていないのですが、
高山での初雪の知らせもとどきました。
わが町でも、紅葉がはじまり、
気の早い木々は葉を落とし始めています。
一気に秋に向かいそうです。
雪が来る前にしたいことがいくつかあるのですが、
さてさて間に合うのでしょうか。

・お出かけ・
8月のでかけたときのことを
前回と今回書きましたが、
9月は、あちこちでかけました。
ですから、狩場山への旅行が
遠い以前のような気がします。
愛媛県西予市、宮崎県各地、
神居古譚-日高、京都から奈良
を1月の間にめぐりました。
ほとんど出かけていました。
今年は特に多く出かけました。
調査のためだけではないのですが、
チャンスさえあれば、エッセイのネタは探していました。
機会をみて、順番に紹介していきたいと考えています。