第２回の配信動画が届いたので見せてもらいましょう♪
今年のテーマは「地球ってどうやってできたの？なにでできているの？」です。
講師をしてくださるのは、金沢大学理工学域 地球社会基盤学類 地球惑星科学コースの「森下 知晃(もりしたともあき）教授、岩石研究のスペシャリストです。
目次
Part1：石の中にCO²とH²O？
◆ ロケーション：道の駅しらやまさんの傍にある手取川の川原
今回も、白山手取川ジオパーク推進協議会の女性スタッフ、Ｎ嬢とＥ嬢と、森下教授は手取川の川原で問答を繰り広げています。
撮影日は、８月５日、とっても暑そうな森下教授でしたが…
今日もとっても暑いんだけど
地球温暖化ってどうして起きてるんだっけ？
（Ｎ嬢）えっと、地球の二酸化炭素が増えて…オゾン層を…
（笑）簡単にいうと、地球を温める成分が増えてきてるってことだね
じゃそれは、どんな成分だと思う？
（Ｎ嬢）二酸化炭素…あとは…
今日のテーマは何だっけ？
（Ｎ嬢）水と石です
そう、空気中にある水というと？
（Ｎ嬢）水蒸気！
そう、大気中の二酸化炭素と水蒸気の量が地球の空気の温かさを決めてるんだけど、100年後の地球ってどうなってると思う？
（Ｎ嬢）暑くなってると思います
そうか、じゃ地球46憶年の歴史の中で今より暑かったことってなかったのかな
（Ｎ嬢）人間がいなかったんだからそれはないかと…
恐竜がいた時代は？
今より温度が高かったから長ーくつづいて、彼らも巨大になれたと考えられているよ。人間がいなくても、大気中の二酸化炭素の濃度や水蒸気量はガンと上がるんだ
（Ｎ嬢）恐竜たちにとって快適な温度がどれくらいだったのか
知りたいですね♪
白亜紀の化石を調べれば、どんな植物が育っていたのかがわかる
そこから気温を推定することはできるよね
二酸化炭素と水は、地球上でどうやって保たれていたんだろうね
これから、石と水の関係を探っていくよ
（2人）はい
石には、水や二酸化炭素を含むものがあるんだ、知ってた？
（2人）ぜんぜん知らないです！
前回を思い出してね、石は固体で、結晶と非結晶からできている。結晶は元素なんだけど、CO²(二酸化炭素)や水(OH)として取り込まれているものがあるんだ。今、この川原にもあるよ、探してみよう！
３人は、気になる石を集めました。Ｎ嬢から渡された濡れ石を手にとって教授が聞きます。
待て待て待て！この石を選んだ理由は？
（Ｎ嬢）川原の水に浸かってびちゃびちゃに濡れてたからです♪
あーびちゃびちゃに濡れてるこれが水？
（Ｎ嬢）はい！これだけ浸かってれば中に入ってますよね、水！
なるほど…俺にはできない発想だな…（笑）
（Ｎ嬢）だって乾いてるのに水が入ってるっておかしくないですか？
す、すばらしいです（引きつる教授）
（Ｅ嬢）これはどうですか？
この白っぽい石？これは何が入ってると思った？
（Ｅ嬢）目が細かいので、珪藻土のように水を吸って中に取り込んでるのかなと…
なるほど、やっぱり皆、水と岩石の関係っていうと、石の隙間に入ってるようなことを思うのかな、なるほどオモシロイ！じゃ、岩石の中に、水や二酸化炭素がどんなふうに含まれるのかを見ていこう！
二酸化炭素が入っているかを調べるために「塩酸」をかけてみるよ
3つは無反応でしたが、4つ目は、しゅわしゅわと泡が出ました！森下教授は、手帳を取り出して「HCL+石＝CO²」と書きました。
石に塩酸が反応して二酸化炭素がでている。で、この石を化学式で表すと「CaCO³」となる。
（Ｎ嬢）全ての石が「CaCO³」を含んでいるわけじゃないですよね
そう、たまたまこの（4番目の）石が「CaCO³」をいっぱい含んでるってことなんだ。他の石は、この「CaCO³」っていう結晶を含んでいない。他の結晶でできている
「CaCO³」を含んでいる固体が身近にもあるんだけどわかるかな？
（Ｎ嬢）カルシウムなら人間の骨？
貝殻の殻なんかは「CaCO³」をたくさん含んでるね
これは何かわかる？
（Ｎ嬢）珊瑚！
そう、これは珊瑚の遺骸、「CaCO³」の集まりだよ
そう言って、森下教授は、珊瑚に、スポイトで塩酸を垂らしました。しゅわしゅわしています♪
結晶という形で固定されていたCO²が、化学反応を与えたことで、ガスという形になって空気中に飛び出していったんだ。これが、CO²が岩石の中に入っている例です。
（Ｎ嬢）二酸化炭素が出てきたものと出てこなかったものとは成分が違うんですか？
二酸化炭素がでてこなかったのは、CO²の結晶を含んでいないからだな。
石のでき方によって、できる結晶の種類が変わってくるんだ。右の２つはマグマが冷え固まってできた岩石で、真ん中の小さいのは、石英という結晶が集まってできた石ころ、これらにはCO²はほとんど入ってない
（Ｎ嬢）じゃ、マグマの中にはCO²は入ってないってことですか？
あーおもしろいねー！じつは、マグマの中には、CO²がたくさん含まれてるんだけど…その話はまたどっかでしよう
じゃあ、この川原にある石でCO²が入っているか試してみよう
手前にあるこの石は？
（Ｎ嬢）火成岩？
そう、これは…（塩酸垂らす）シュワシュワは起きないね
じゃ、これは？
（Ｎ嬢）変成岩？
そう、これは…（塩酸垂らすとシュワシュワするものも有り）
シュワシュワした石は「これ（珊瑚）」が変化したもの。見かけが変わっただけでもともと入っている成分は関係ないから
じゃ、この堆積岩は？あ、言っちゃった…砂や泥や礫が集まった岩石
（Ｎ嬢）いろいろ入ってるんですよね、どれかが反応しそうです♪
そう、そもそもこれって手取層の礫岩で（さっき反応した変成岩を指して）こいつの礫も入ってできてる岩石だからな…（と、塩酸垂らす）
白いのは反応するけど、黒いのはしないな、この白いごま塩石は…
（Ｅ嬢）こない…
うん、こないな…白でもなんとなく違いが見えてこんけ？
色は結晶の種類を判断する材料になるけど、同じ白っぽい石だからと言って同じ種類とは限らない
例えば、これ（反応有り）はCaCO³が主体となる鉱物、こっち（反応なし）は、どちらかというとSiO⁴が土台となってる結晶…
（Ｎ嬢）SiO⁴って何ですか？
おいおい、前回の俺の授業、見てないな？ちゃんと説明したはずだぜー（笑）あとで復習しとけよ♪（一同爆笑）
地球の石ころってのは、このSiO⁴ってのが基本になってるってことを覚えとけばいい、で、SiO⁴の中にはCO²が入ってないから、いくらやってもでてこないってわけ（全く入ってないわけではありません）
じゃ、この黒い泥でできた石、爪石で考えてみようか
これはシュワシュワ出ると思う？
化石なので入っていそうですよね
さぁ、見てみるよ（塩酸垂らすと）あーでてるね、やっぱ貝の殻だから
（Ｅ嬢）これは、貝の化石だからですか？葉っぱの化石だったら？
葉っぱの化石⁈（暫し黙考…）でないんちゃうか…？CO²が固定化されてないといけないから…
で、植物の化石って模様が残ってるだけなんじゃないか？Ｃ（炭素）は残ってるかもしれないけど、CO²じゃないもんな、出ないような気がする（笑）
森下教授が、足元にあった火成岩を手に取りました。
これは、白山のマグマが冷え固まった岩石なんだけど、この中には水を含む結晶が入ってるんだ。この黒い部分がそうなんだけど、白山の熱いマグマの中に水があるって不思議じゃないか⁈ その水はどこからきたんだろう？
足元にあった変成岩を手に取りました。
それを考えるとき、この変成岩の中の水とマグマの中の水が関係してると思われるんだよね
その説明は、教授の実験室〈Part２〉にて…
Part2：岩石と水の関係
◆ ロケーション：森下教授の実験室
森下教授が、大学で研究しているという「俺の石♪」◆Part２では
① 謎の緑色の石を見せてくれてます（〇〇〇〇岩と思われます♪）
② ①と、もともと同じものだったという緑色の石で照りがあります（◇◇岩だと思われます♪）
見た目は似ていますが、２つの違いは、岩石中に水を有しているか否か…。成分はほとんど変わらないのに、②の石には、10％もの水が含まれているのだそうです。見た目には、そうは見えませんが…
③ 飛騨片麻岩
④ 白山の石
これらにも数パーセントの水が含まれているそうです。
Part２は、この石たちのお話のようです♪
水と岩石の関係が大事なわけ
現在の地球にあって、他の太陽系の惑星にないもの、それは、生物と水があることです。生命の存在と進化を支えているものは、液体の水です。その起源は、少なくとも40億年前にはあったのではないかと考えられています。
地球の体積から見れば、ごくわずか表層に存在するだけの水（海）が、蒸発もせずにいかに40憶年も状態を保ちつづけられたのか、それを解明するためには、地球をつくりあげた岩石のことを知る必要があります。
地球の水は、海や陸から蒸発して雲となり、雨や雪となって再び地上に降り、一部は直接川へ流れ出し、他は地下に浸透して地下水として貯えられ、あるいは湧き水などとして徐々に川に流れ出し海へと至ります。これが、通常の水循環ですが、これだけでは、４０億年も蓄えられてきた説明には不十分です。
キーになってくるのは、プレートテクトニクスと呼ばれる理論です。
プレートテクトニクスを介した水循環を考える
プレートテクトニクスとは…
地球の表層は堅い岩盤で覆われていて、それが動くことで地球の表層が変化（地震／火山／大陸移動など）し、さまざまな地学現象が起こるというものです。
プレートは岩石でできていますが、海水と反応することで、表層に「水」が付け加わると考えています。この水を含んだ層が、岩石の中に固体として含まれていて、沈み込んで地下深部に運ばれ、温度圧力条件が上がることで、脱水して、地球の表層に運ばれます。
水を吸う、水を吐き出す、水が地表にもたらされる、こうした成り立ちをプレートテクトニクスを介した水循環といいます。
水はどうやって岩石の中に入るのか
マントルを構成していると考えられている岩石に「かんらん岩」というのがあります。
「カンラン石」には、水（成分）は、ほぼ含まれませんが、これに水が加わると「蛇紋岩」になります。
地球は、中心部へいくほど温度と圧力が高くなります。（5000℃～6000℃）
地球の表層は温度も圧力も低くなり、そして水成分が増えてきます（500℃以下）
「カンラン岩+水＝蛇紋岩」
マントルの中では安定していた「かんらん岩」は、表層に近づくにつれて不安定になり、水がある環境下で安定な岩石（鉱物）である「蛇紋岩」になります。
これを カンラン岩の加水変質 といいます。
２つは化学組成的には似ていますが、蛇紋岩の 結晶構造の中には水成分がある（水をつくる材料がとりこまれている）ということです。
カンラン岩は「刺身」、蛇紋岩は、温度と圧力を受けて変化した「煮魚」
石の種類を覚えよう！（The Rock Cycle）
石は、大きく分けて３種類あります。
① 火成岩：マグマが地表付近で急冷したもの → 火山岩
マグマが地下でゆっくり冷え固まったもの → 深成岩
② 堆積岩：風化等により粉々に砕けた岩石（礫）が砂や泥と混ざり固まったもの
③ 変成岩：マントルという高温高圧のなかで安定していた岩石が、地表という低温低圧な環境下でより安定的に変わってしまったもの
北陸の土台を作っているのは、飛騨片麻岩（飛騨変成岩）です。
さて、白山の火山活動による水はどこからきたのか、地下水だけなのか？それとも？
Part3：白山の水は2億年より古い？
◆Part３の「俺の石」は…
① 教授曰く「きれいな模様の石」ですが、黒くてしわしわで「圧」を感じます。表面はガラス質、断面は多孔質、マグマが冷え固まったときにできる「火山岩」だそうです。
② 庭石で使われる、白っぽい緑色した薄っぺらい石
③ 濃い青色とオレンジ色が入ったメチャメチャきれいな石
④ 基本は緑色に赤色が差していてところどころ青色の混じった石、岩石の女王とか…
火山の噴火って何だろう？
火山噴出物のなかには、水蒸気やCO²といったガス成分が含まれています。それはどこからきたのか？地下水が温められるほかに、水蒸気の何割かは、マグマが形成される元に水があったことを示しています。
日本地図の上に活火山を記した（▲マーク）図では、とんでもなくたくさんの活火山があることがわかります。
世界の活火山分布図をみると、日本列島は▲マークが多すぎて、もはや「線」にしか見えません。
そして地球はほとんど溶けていなくて、火山（岩石が溶けている場所）は、限られたところにしかないことがわかります。（分布が偏っている）
地球の温度と圧力の関係
マグマを発生させるマントル部分は固体（岩石）です。岩石がマグマになるためには、石が熱くならなくてはなりません。地球の中心に向かうほど高温になりますが、地球の内側の温度条件（地温）は、岩石が溶ける温度よりも低いため、通常はマントルは溶けることなく、したがってマグマはできない、ということになります。
しかし溶かす方法はあります。
対流によって、高温部分が高温を保ったまま地表面に近づけば、岩石が溶ける温度に達して溶けやすくなります。
地球の温度圧力とマグマの関係
日本の活火山は、地図上では線のように見えます。これは列島近くにあるプレート（太平洋プレート／フィリピン海プレート／北米プレート／ユーラシアプレート）の、沈み込み帯（千島海溝／日本海溝／伊豆小笠原海溝／南海トラフ）と、よく似たラインにみえます。
プレートの沈み込みとマグマの発生は何か関係していると思われます。
岩石が溶け始める条件がもうひとつあります
通常の地球では、岩石が溶ける条件の中に水は入っていません。（無水条件）しかし、マグマが発生する場所に水があったら（含水条件）、岩石が溶け始める温度は低くなり、マグマが発生します。
マグマは液体です。なぜ液体になりやすいのか、それは、水分子が元素同士の結合を立ち切る役割をするからです。結合を切られていけば、固体ではいられません。
ということで、水が付け加わると、温度が低い条件でも元素が自由に動き回れるマグマが発生します。
冷たいプレートが沈み込むのに、なぜ、石が溶けるのか
プレートの表層（低い温度）の岩石のなかに、水は結晶として含まれていて、沈み込むことで地下に運ばれていきます。
プレートが沈み込んだ深部（火山の地下）で高い温度圧力を受け、岩石の中の水は固体でいることができず、マグマとなります。脱水が起き、水が吐き出されます（噴火―ガス成分）
白山の水は2億年より古い水？
海底地図に、太平洋を中心とした海洋プレートが年齢別に色分け表示されています。「赤→橙→黄→黄緑→緑→水色→青」の順で、古くなっています。
赤色がいちばん若く、黒線が入っているところは０歳（プレートが生まれるところ？）、全体として西へ動いていて、それはどんどん古くなっていきます。日本の太平洋側は「青」で塗られています。環太平洋のなかでは、かなり古いと思われます。
実際は、太平洋側の東北沖で1億3000万年前、小笠原だと2億年くらい前のプレートが沈み込んでいます。白山に供給される水はどうでしょうか？
１億3000万年前に太平洋プレートが沈み込んだときの水が供給されているとしたら、白山の水の何パーセントかは、2億年より古い時代の水が、白山の下のマグマをつくる場所に供給されている可能性があります。
手取川の水にも、2億年前の水が混ざっているかもしれません♪
そう考えると、わくわくしてきます♪
ここで、冒頭の4つの変成岩について補足です。（①→②→③→④）
①と② は、海洋プレートの火山岩が変質したもの
② は、①が、海洋底で水に触れることで変化したもの（水―数パーセント）
③ は、②が、圧力が高くて温度が低い条件でのみできる石（水―数パーセント）
④ は、③が、更に地下深くに潜り込んでいくとできる（水―ほぼナシ）
Part4：地球の水はどこから来た？
◆Part４の「俺の石」は…
３種類の「隕石」と、４０億年前の「カンラン岩」
海はいつから存在していた？地球をつくった材料は何か？
４０億年前にはあったと考えられていますが、そのまえに地球はどうやってできたのかを考える必要があります。
地球は、４６億年前、隕石や小さな小惑星がぶつかり、巨大化して重力を得ていくなかで、更に周囲の隕石を集め形成されました。ある程度の大きさになったところで、火星くらいの大きさの小惑星がぶつかり、今の大きさになり、そのとき、はじき出されてできたのが「月」だと考えられています。
隕石は、恐竜の絶滅にも関与しているといわれ、メキシコのユカタン半島でその痕跡を見ることができます。隕石が衝突した跡が復元されていて、試料を調査、解析することで、その後の環境の変化を知ることができます。
国内では、今年７月に５３番目の隕石が降ってきましたし、石川県でも、1995年に能美市根上町に「根上隕石」が落ちました。石の表面に黒い幕のようなもの（焦げた跡のような）があることが共通しています。
火星と木星の間にある小惑星帯からとんできて地球の重力につかまり、落ちてくるというのが隕石です。
地球の水の起源は、地球の原材料であるこれらの隕石のなかに含まれている微量な水だと考えられています。
隕石は、衝突エネルギーが熱エネルギーに変わり金属成分から固まりだします。それは地球の中心に集まって「核」をつくりはじめ、残った部分は外側に岩石成分として付け加わり、その主要な部分はマントルと呼ばれるようになりました。
初期地球の問題点：元素のバランスが合わない
ところが、ひとつの矛盾がありました。理論上、コア（核）部分に吸収されるはずのプラチナが、地球のマントル中に過剰に存在していたのです。このことを説明する仮説…
４０億年前（地球のコア形成後）、地球の全体積の0.5％ほどの隕石シャワーが降りそそいだ時期があり、本来はマントルに少ないはずの成分（プラチナ）が補充された…（レイトベニア仮説）
仮説が正しいかを確かめるためには、古い地質を調べなければなりませんが、これが大変なのです。
地球の表層は８割方、２億年よりも新しい地質で覆われていて、残りの２割が古い地質と考えられているのですが、限られた場所にしかありません。
例えば、西グリーンンランド南部には、およそ37～39憶年まえに形成された地質帯が分布しています。最近、森下教授の研究室は、ここで産するかんらん岩の調査をしているのだそうです。
核ができ、マントルができたあとに、0.5％の量の隕石が地球に降り注いだと考えると、地球の水の起源が変わることになります。46億年まえにできたものなのか、40億年前なのか
地球の水の起源は、隕石の中に含まれている水が、地球の初期に取り込まれたもの、それが今も脈々とプレートテクトニクスを通じて地球の中で水循環していて、そのうちの何パーセントかの水が白山の下に運ばれて行って白山をつくっていった、と考えられています。
さいごは、手取川の川原から、Ｎ嬢とＥ嬢を前に、森下教授が、まとめてくれました。次回は、日本海はどうやってできたのか、なぜ、どろどろに溶けた岩石が白山にあるのか、などを明らかにしてくれるそうです♪
視聴を終えて
今回も見ごたえ聴きごたえのある映像で、メチャメチャおもしろかったです！何度も見直してるんで、かなり理解できてる自信があります！（テストやったら８０点は採れるんじゃないかな…なんて）が、問題は、時間が経つとすぐ忘れちゃうってとこですね、悔しいですけど…（苦笑）
白山の水と石に、地球創世記のドラマが色濃く関わっていたと知って感動ものでした！特に、地中にマグマをつくる条件として、循環する水の存在が深く関わっていたこと、海洋プレートが沈み込むときに運ばれるという巧みなメカニズム！地球って凄い！と思わずにはいられません♪
川原でのユニークなＱ＆Ａ風景も、石の識別に一役買ってる気がします。きっと以前よりはわかるようになったと思います。ホント、愉しすぎ♪ 森下教授のおかげです🎵
では、第３回動画「石川県の土台～飛騨片麻岩はどこから来た？」へ続きます♪
◆ ロケ地周辺にあるジオポイント◆
★ 白山手取川ジオパークの情報の展示されている拠点施設です。
| 名称 | 白山市観光情報センター |
| 住所 | 〒923-1208 石川県能美市和佐谷町２００ 道の駅しらやまさん内 |
| 交通アクセス | 白山ICから国道157号線を南へ30分 金沢駅から40分、松任駅から30分 |
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