令和2年度「水の旅学」学習会～第3回石川県の土台～飛騨片麻岩はどこから来た？

「水の旅学」とは、白山手取川ジオパークをより深く知ってもらうための学習会です。午前中の座学と午後の現地見学会（任意参加）という構成で、毎年開かれていましたが、今年は、新型コロナウイルス感染症（COVID－19）対策のため、動画配信という形になりました。

第３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。

今回も、大好きな岩影から茶目っ気たっぷりのどや顔で登場です🎵

Part１：片麻岩って何？

◆　ロケーション：道の駅しらやまさんの駐車場にある巨石のまえ

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、森下教授 の前に、巨大な石の固まりがあります。記念石碑のようですが、なかなかユニークな表情をしています♪

森下教授の質問責めが始まります♪

今日は石川県の土台の話をしよう♪

まずはこの石を見て！どんな特徴があるかな？

（N嬢）大きいです

（Ｅ嬢）形がいびつです

（Ｎ嬢）黒いところ、白いところ、灰色が段々になっています

（Ｅ嬢）字が彫れるってことは、柔らかいのかなと思います

おっ、おもしろいなぁ

この石、ホントに柔らかいと思う？

（Ｎ嬢）泥よりは堅そうだと思います

この縞模様をみて何か気づくことはないかい？

（Ｎ嬢）白い部分がウニョウニョしています

そうだな、この細いのは、プニョ…プニョ…としたのがあって連続してる感じで、下のはドドーンって感じだよな、この繋がり方は、石は同じだけど、違うと思わん？

（N嬢）あーこの白いのと細いのはまた別の層になってる？

そう思う？じゃ黒い部分と白い部分、どっちが新しいと思う？

（N嬢）上に重なっていくから黒いほう…？

この下の白いとことの関係はどうなっているかな

（Ｅ嬢）白いほうが飛び出ているようにみえます

森下教授が、石を触りまくったあと、ひとこと

思ったより単純じゃないな（苦笑）

（Ｎ嬢）ただ重なってるだけじゃなさそうです

しかもこれ（太い白）、何かニョロっとしてるな、なんでだろう？

プニョプニョ（細い白）のほうはもともと繋がってたのかな、このプニョプニョはどうやってできると思う？

（Ｎ嬢）流れでちゃった！

でた！（笑）流れるって感覚はいいね♪

因みに、どっちからどっちへ流れてるのかな

（Ｎ嬢）（左から右に流れるジェスチャーで）こうです

そう流れているように見えるよね

ところで、石って流れる？

（Ｎ嬢）固体の状態だと流れない

固体だと流れない？ホントに？（ﾆﾔﾘ）

（Ｎ嬢）あ、水には流されますけど💦

そうだな、で、こいつ自体に「流れ」があるよな

石って流れるの？

（Ｅ嬢）溶けたら流れます

じゃこの石は、流れ模様ができる前はどんな石だったと思う？

（N嬢）一個の大きな石？それが崩れたり液体状になってこうなった

石川県の土台を作っている石っていろんなものがあるんだ。この石のここ（石のてっぺん）を見てもらうと、ちょっと白っぽいんだけど、これどんな石が基になってるかっていうと…

ジャジャジャジャジャジャーン！（白っぽい石登場）

これ、何だっけ？

（Ｅ嬢）珊瑚です

そう、珊瑚って固体だよね、これって何でできてる？

（N嬢）植物？

生き物の…

（Ｅ嬢）化石？

ごめん！よく考えてみたら俺も珊瑚が何者か知らない（笑）

化学組成で示すと何になる？

（Ｅ嬢）カルシウム

そうこれは、カルシウムとCO²、だからCaCO³でできてる

で、（黒い部分をなでながら）じつはこの石の主要な化学組成もCaCO³　だけど（別の白い石を見せて）これも同じ川原で拾った石だけど何かが違うよな？

（N嬢）キラキラしています

おぉ～いいね、なんでキラキラしてると思う？

（N嬢）ガラスみたいな結晶が入ってるから？

このキラッとしてるのが、ひとつの結晶の大きさを表していているんだ。で、こいつ（右）とこいつ（左）どっちの結晶が大きいと思う？

（N嬢）（左の石を指して）こっちです

そう、化学組成は同じなんだけど、こっち（左）のほうが、結晶が大きくなっている。なんでやと思う？

（N嬢）時間をかけてゆっくり冷えたから？

なるほど、おもしろい！

じゃ、その辺りもまとめて説明するぜ！（ﾄﾞﾔ顔）

◆　ロケーション：森下教授の研究室

森下教授が、大学で研究しているという「俺の石♪」◆Part１はこれ

これは、石が「流れる」という特徴を持つ「片麻岩」手取川を観察するとよくある石。特徴は、白と黒が目立って、黒い部分は方向性があるように見えます。ということで今回は、どうやって石が「流れる（模様になる）」かということを説明していきます。

片麻岩（へんまがん）って何？　石が流れるって？

片麻岩というのは、変成岩の一種です。道の駅しらやまさんにあるこの石は、片麻岩の特徴をよく表しています。

近づいて片麻岩の特徴を見てみます。流れるような縞々の模様が見えます。そして白いところは、石が流れてひきちぎれたように見えます。

別の片麻岩を見てみましょう。ピンク・白・黒は、石を作っている鉱物ですが、見るとピンクの形が横に伸びています。黒もある方向に配列しているように見えます。

この鉱物の種類は、花崗岩と呼ばれる岩石に非常によく似ています。花崗岩はどうやってできるかというと、マグマのなかで液体のマグマが結晶化していって、それが降り積もるようにしてできた岩石といえます。

これと片麻岩を比較してみると、色具合は似ていますが、花崗岩は方向性がない。対して片麻岩は横に並んでいるように見える。この、鉱物が伸びている、並んでいる、方向性がある、というのが、片麻岩の特徴となるわけです。

なぜこんな特徴を持つようになったのでしょう？

ここで変成岩（片麻岩）と卒業式の関係で説明します。どちらが片麻岩で、どちらが花崗岩か、わかりますか？

背筋を伸ばして皆が同じ方向を向いている、この方向性があるというのが、変成岩（片麻岩）です（右）。花崗岩は、写真に写った人々のように、向きもバラバラです（左）。

どっちがリラックスした状態でしょうか？右（片麻岩）は、誰かがプレッシャーを与えています。こちらを向いてほしいという圧力、力を感じます。左（花崗岩）は、リラックスした感じが見えます。

岩石の中の鉱物も、圧力を受けると同じ方向を向くことになります。これが、変成岩（片麻岩）の「流れた模様」という特徴をつくる理由なのです。

◆　ロケーション：道の駅しらやまさんにある白山市観光情報センターの中

岩石の流れる模様について実際に動いて確認です！

動かない（バラバラな固体）状態から、一定の圧力を受けて一方向に動いていくようすを外側から見ると、ひとつの流れができているように見えます。

何か疑問に思うことある？

（N嬢）流れて～と云ってるそのチカラって何ですか

おっいいね～♪チカラって言っちゃった？

（N嬢）無理やりあっち向かせられて歩かされたので…（笑）

そう、石ってその場でじっとしてると思う？

（N嬢）何もなければ…

地球の中ってじっとしてると思う？
ゆっくり流れてるって聞いたことない？プレートが動くとか

（うなづくふたり）

石なのにゆっくり流れたりするんだ。そのチカラです！

ゆっくりとした時間のなかで、流れようとするチカラを受ける。そのときにバラバラだったものが、めんどくさくなって流れに身を任せる。その結果が、さっきの流れ模様になります。

◆　ロケーション：森下教授の研究室　再び！

岩石って流れるの？

私たちは日常的に、固体のような物質が「流れる」という現象を経験しています。例えば、チョコレートです。夏の暑い時期に置いておくとドロドロに溶けて液体のように流れます。チョコレートは、温めれば柔らかくなります。

石は、温度が高い条件で、地球の内側からの強い力を受けています。この力をかける時間の長い短いによって、物質は大きく振る舞いを変えることがあります。その実験を見せます。

（粘土を両手で持ち、勢いよくと、ゆっくりの、二つの動作で左右にひきのばします。短い時間で引っ張ると切れ、長い時間をかけたものは、切れずに伸びました。伸びた状態は、まさに「流れ」そのものでした。）

時間をかけると、固体でも液体のように流れるということがわかります。

プレートテクトニクスを思いだしてください。石はゆっくり地球の中で流れています。変成岩は、どういうところで、どういう条件でできるのでしょう

プレートテクトニクス〈温度と圧力（深さ）〉

温度と圧力（深さ）の関係を２カ所で比べた図です。

白山などの火山の地下にはマグマがあって、そこは浅いけれども温度が高い条件下にあります。一方、プレートが沈み込む場所というのは、プレート自体が冷たいので、深いけれども冷たいという条件になります。そして、片麻岩というのは、浅くて熱いところに出てきます。

ときどき、こういう石も出てきます。右側が変形している変成岩で、左側が変形していない花崗岩です。花崗岩というのは、マグマがゆっくり冷え固まった岩石です。温かい応力を受けている飛騨片麻岩と、花崗岩というのは、ときどき一緒になってでてきます。できた場所を思い出してみると、プレートの上で、マグマ活動が活発で、浅いけれど温度が高いところ、まさに日本列島の地下でできた岩石が、天変地異で地上に出てきて観察できるようになったというわけです。

石灰岩：CaCO³＝さんご

もうひとつ知っておいて欲しいことがあります。

これはしらやまさんの石（石碑）に含まれている石（右）です。キラキラゴツゴツした結晶があり、石灰岩と呼ばれるものです。化学式で表すとカルシウムと炭素と酸素、これは二酸化炭素が結晶化しているような石です。

これと同じような固体が珊瑚（左）です。珊瑚も石灰岩も同じ化学式を持っていますが、見た目が全然違っています。石灰岩はひとつひとつの結晶がすごく大きいんですが珊瑚は違います。しかし低温低圧でできた珊瑚が、温度の高いところでゆっくり長い時間温められると、この石灰岩と呼ばれる大きな結晶に成長するということになります。

Part２：片麻岩が石川県の土台ってどういうこと？

◆　ロケーション：道の駅しらやまさんにある白山市観光情報センターの中

さっき見てきた石が、石川県の土台って話をしたけど、土台ってどういうことだと思う？

（N嬢）足元にあるもの

足元全体にあるものだね（地図を指して）これは能登半島だけど…

さっき見た石は、能登半島でいちばん高い山である宝達山や、富来の昔世界一長いベンチだったところの海岸線、そのほかのところでもでている。ということを考えると、石川県の下全体が、基本的にはさっき見た石だと思うんだ。

（ある地域を指して）ここらへんでは見えてないんですか？

何で見えてないと思う？

（N嬢）調査してないから

（笑）土台だから古いだろ、その上に新しいものが乗っかってるから、ちょこっとしか出てないように見えるけど、実際、土台はある。

（N嬢）深ーく掘らないとわからないんですね

そう、たまたまこの辺では、一部が顔を出してるけど、ほとんどは、砂とか泥とか、白山の火山（活動で噴出したもの）に埋まったりしてて見えない。

じゃあ、これは石川県だけだと思う？　そんなわけないよな、それは日本地図を使って見てみよう

３人は、「Japanese GEOPARKS 2020」と書かれた日本地図のある場所へ移動しました。

これは日本のジオパークの表面の砂とか泥とか石ころなんかをまとめて描いたものなんだけど

（N嬢）この赤や緑は何がどうなるんですか

この色の違いは土台ではなくて、土台の上にあるいちばん表面の、新しい時代の地質も含めるとこうなるというもの。この赤いのは点在してるから火山じゃないかな

で、ここみて！「隠岐」ここもジオパークなんだけど、ここの土台もさっき見た石とおんなじものが分布してるといわれてるんだ。不思議じゃない？我々のいる場所と隠岐との間はどうなってるんだろう

これは、日本列島がどうできてきたのかを考えるときの凄く大事な鍵になってきます。それは、研究室でじっくりと説明します。

あ、ちょっと待ってくれ！これ見て

さっきとよく似た流れ模様の石なんだけど、元々の石って珊瑚みたいなのばかりじゃないんだ。これは、元々なんだったと思う？まず色が違うよね

（N嬢）白と灰色と黒…

ちょっとずつ結晶の種類が違ってるよね、これはこの辺で有名な「爪石」もともと泥が溜まってできた石なんだけど、これがこの黒っぽいところだったりする。（足元の砂をすくって）この砂が固まった砂岩がこういう白っぽい石をつくったり…元々はこういう砂や石が固まってできた石が基になって、それが縞模様になったものもあります。

（N嬢）珊瑚だけじゃないんですね

もともと珊瑚よりこっちのほうが量的には多い、というふうに考えられます。

◆　ロケーション：森下教授の研究室　

森下教授が、研究室に数ある石のなかで「もっとも人に自慢したい珍しい石」を見せてくれるそうです…ジャガジャーン🎵　それがこれ！

この石は、できた年齢が３８億年前です！どうです、凄いでしょ！グリーンランドのある地域から採られてる非常に変わった石です。これと手取川の川原で見つけた飛騨片麻岩が大変良く似ているんです。凄いでしょ♪　この飛騨片麻岩がなぜ石川県の土台になっていると考えられるのか、そもそも土台ってどういう意味なんだ？ってとこを見ていきたいと思います。

片麻岩が石川県の土台ってどういうこと？

これは石川県／富山県／福井県周辺の地質図です。地面をどんな堆積物が覆っているのかを示していて、同じような種類は同じ色で示しています。これをみると、白山市などは、幾つかの色で色分けされていて、色んな石が分布しているということがよくわかります。このなかで、なぜ片麻岩が土台だと考えられるのかを説明していきます。

片麻岩の仲間だけを切りだすとこんな風に分布しています。白山市の中で片麻岩が分布している地域というのはじつは少ないし、石川県も少ないんですが、実際、能登半島にも片麻岩の仲間が分布していますし、飛騨地域にいっぱい出ているんですね、なので飛騨片麻岩と言われていたり、それとセットで考えられるのが、花崗岩帯で船津花崗岩と呼ばれています。

地図を見ると、ポツポツと見えていますが、それはなぜかというと、この上にこの時代よりも新しい岩石が積み重なっているんですね、なので地面全部を掘りだすと、片麻岩と呼ばれる岩石が石川県全土を覆っていると考えられています。

日本の地質の中の石川

実際に土台が、どのような石になっているかを色分けしたものがこの図になります。これは日本列島をその土台の違いによって色分けしたものです。我々はこの赤い部分に相当します。赤が片麻岩が分布しているところで、この赤の仲間として、ここ「隠岐」にも同じような分布があると考えられています。つまり、この２つの地域の間の海も繋がっているんじゃないかということが予想されます。

東アジアの中の石川

さらに視野を広げてアジアを見ていきます。この黄色のところが我々、そして隠岐も同じ色になっていて、この分布は日本海の中にもあるし、中国などのアジアと同じような分布をしている。つまり、石川県の土台というのは、じつは大陸のほうの土台と一緒の起源をもっているということになります。もともとは大陸の一部だったというふうに考えられています。大陸の一部だったというのはどういうことかというのを見ていきます。

日本の地質の中の石川（西日本）