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令和2年度「水の旅学」学習会~第4回 手取層群~化石じゃなくて、石を見る~ | 白山手取川ジオパークFANサイト

令和2年度「水の旅学」学習会~第4回 手取層群~化石じゃなくて、石を見る~

「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4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。

Part1:堆積岩って何?

◆ ロケーション:手取川ダム

白山手取川ジオパーク推進協議会の女性スタッフ、N嬢E嬢森下教授 の前に、またまた巨大な石の固まりがあります。前回は、流れるようなラインが特徴の石「変成岩」でしたが、今回はさまざまな色・形の石が詰め込まれた石です。これもとてもユニークな表情をしています♪

手取川ダムを見ながら、森下教授のお話が始まります♪

はい、手取川ダムに来ています。ここは、石を積上げて造られているロックフィルダムで有名なところなんだけど、あの石のひとつひとつがどんな石かというと、こんな石でーす!

きれいじゃない?

(N嬢)つやつやしてます♪

 

石を切ってお墓のように磨いた石です。じゃ前回の復習だ。

この石は、どんな石ころが混じってる?古い石を当ててみよう!

白いのがあります

そーだな、前回、道の駅しらやまさんにあった石の土台になってるのと同じだな、他には?

(E嬢)黒いのとか

(N嬢)シャケフレークみたいのとか

これはお墓でよく見るよね、マグマが冷え固まった花崗岩だね、他には?

(N嬢)縞々

おー!こういう結晶が並んでて方向性がある石を何て言ったっけ?

(N嬢)変成岩

正解!よく覚えててくれた!

ほとんどの石の破片は、石川県の土台となってる飛騨片麻岩と言われるもの、それに付随する花崗岩なんかがこの礫の中心になってるはず。それが川で運ばれて、河原にあるような礫になりました。ここまではOK?

頷く2人)

元々はどんな状態だったと思う?この礫は取り出せるのかな?

それ、見に行ってみよう!

場所が変わって…

◆ ロケーション:手取川の河原 に来ました

さっき見た石ころの基になった現場にやってきました。

あのカチカチの石だけど、もとは何だったと思う?

(N嬢)この砂がぎゅっとなったものです

河原の砂を手ですくった森下教授…こぼれる砂

バラバラだよ(笑)、じゃこれは?

河原の砂利を手ですくって…やっぱりこぼれます

バラバラだな、これがさっきのカチカチの石にどうやってなると思う?

(N嬢)こうやっておにぎりみたいに、ぎゅっぎゅっって…(笑)

と、握り飯ジェスチャーをするN嬢♪

おっ、いいねーおにぎりかー!やってみよう♪…って、おい!

むりです…

これ(砂)は、水があれば、なんとかなるかな…

(N嬢)泥だんご作りましたよ(笑)

それでも手からは、こぼれ落ちます。そばにあった石をひとつ拾い上げて…

これも、元々は砂が集まった石だよな、これ(砂)から、これ(石)にどうやってなったんだろ?詳しく説明していこう

◆ ロケーション:手取川ダム

手取川ダムに戻ってきた3人

よし!じゃあ、詳しく見ていこうじゃないか。さっき、河原で石を固めてつくるって言ってたけど、ぎゅーって固めた証拠ってある?

(N嬢)この境目です!凄いぎゅーってされない限り

こんなぴっちりとした境目にはならないと思います。

なるほど、境目に注目するのはおもしろい!普通に積みあがった石じゃないって思わせるとこはどこだろう。大きな石同士がくっついてるとこを見ていこう。ここなんか、違和感ない?

(E嬢)あー(境目が)食い込んでます

そう、変やろ?これってどう思う?

石が積みあがっていくだけならこんな風にはならないよね

(N嬢)これなんか、こっち側の石が押されて形が変わってません?

ぎゅってやったら、ふつうどっちかはバキッて割れるじゃないですか?

この石と石なんか、境界がピタって一致してるように見えるよね

(N嬢)それに沿ってる形に見えます

そうそう。ただ単純に丸い石が積みあがったものじゃなさそうな雰囲気があるよね。じゃ、その辺りを詳しく説明していこう!

◆ ロケーション:森下教授の研究室 

森下教授のコレクションから、今回の「俺の石♪」◆Part1はこれ

ジャガジャーン!これなんか、かわいくないですかー♪

この丸っこい石が、白っぽい石の中に埋まってる堆積岩♪

 

(左)これは、今日の話題にもなる、手取の礫岩♪いろんな石が入ってて、むちゃくちゃかわいくないですか♪丸っこかったり…凄いドキドキしちゃいます♪

(中)あと、ハワイのグリーンサンドビーチで採ってきた自慢の緑色の砂♪きれいですよね~♪

(右)それと、能登で採ってきた砂、というか小石ですね、ちっちゃな礫の集まりです♪

化石じゃなくて、石を見る⁈

手取層の石というと、砂岩や泥岩、礫岩などで、植物や恐竜の化石が残っているもの、爪石と言われる貝の化石の断面がみえるものが有名です。が、今回は石に着目していきます。

手取の河原を歩いていると、こういう石をときどき見かけます。砂岩・礫岩・砂岩と互層になっている石です。

また、冒頭にあったような、たくさんの礫が固まった礫岩もよく見ます。が、しかし、改めて考えると不思議なんですね、礫ってどこにあるんでしょう?手取川の河原にはゴロゴロ転がっています。海岸には砂があります。砂は、いろんな色の違う粒子でできています。

ここで、礫と砂と泥の違いについて少し勉強しましょう

礫・砂・泥の違い⁈

礫と砂と泥の違いは、粒の大きさです。礫は、2㍉以上大きいもの、泥は、0.125㍉より小さいもの、砂はその間の、0.125㍉から2㍉までのもの、ということに、科学の世界では決まっています。

と、言われてもなかなかピンときませんよね。昔、地球惑星科学コースにいた加藤先生のたとえがわかりやすかったので紹介します。

インスタントコーヒー

この粒より大きいのが「礫」クリープより小さいものが「泥」その中間が「砂」と考えると、わかりやすくないですか?

で、礫・砂・泥は、バラバラ砂ですが、礫岩・砂岩・泥岩は、カチカチ岩石なんですね、なぜこんなことになるんでしょう?

砂岩を見てみると、砂と砂の間(細丸)には何かが存在していて、砂と砂が接している面(太丸)にも、何かが起きている。

砂・泥・礫が固まる秘密は「水」にあり

そもそも、堆積岩ってどうしてできるのかというと、石が、水や風で運ばれて(風化)細かくなった粒子〈砂や泥〉が、水のある環境下で静々と溜まって(堆積して)いってできます。最初に溜まった堆積物の上に、新しい堆積物が溜まっていく、ということになります。そうすると、上はゆるゆるですが、下にある堆積物は、ぎゅーっと押されるイメージになります。圧力で粒子の隙間にある水がなくなっていくので、粒子同士が接することになります。

これを図にするとこんな感じです。

砂と砂の隙間には水があって、上から圧がかかった粒子同士は、何かを引き起こさないと壊れてしまいます。そうなる前に粒子は接している部分の成分を水に溶けこませ、その成分でもって隙間を埋めだし、固め始めるのです。

「雪」を思い出そう

雪かきをするとわかりますが、上のほうはふわふわで、下のほうはカチコチの氷になっています。雪は水の結晶が集まったものです。堆積物に置き換えれば、上はふわふわ砂、下はカチコチ岩石ということになります。これで、隣合う砂や礫の接合面がぴたっと合う、という現象が説明できると思います。

地球は、深くなるほど温度が高くなっていくので、地面の深いところへ行くにしたがってどんどん上昇していきます。水の凄いところは、温度が高くなると、その中に溶け込む元素が増えていくこと。その顕著な例が地熱発電のパイプです。パイプを通る温かい水の中に石英(砂粒)の成分が溶けこんでいて、パイプの中で冷却して再結晶化するんです。パイプが詰まるのはこのせいです。

水は、いろんな元素を運び、溶け込んだ成分で隙間を埋める性質があります砂や礫から砂岩・礫岩になるのは、やっぱり「水」が鍵だったのです。

今回は、恐竜でも葉っぱでも化石でもなく、手取層の石を見てみました。

◆ ロケーション:手取川ダム

石が水に溶けることがある、ということを体感してみよう。礫岩の表面を触ってみて!

(N嬢)つるつるのところとざらざらなところがあります

つるつるとざらざらの違いって何だと思う?

(N嬢)磨いた人の腕(笑)

(笑)これ磨いてからどれだけ経ってるかな?

(E嬢)あ、風化!

風化ってどういうこと?

(E嬢)風や水にさらされてボロボロになること

ボロボロになるってことは?

(E嬢)くずれちゃう?

それが、水の中にこの石の成分が溶ける、ということ。溶けやすい石は表面がざらざらで、溶けにくい石はつるつるしている。

へー

この珊瑚でできてる石は石灰質(CaCO³)でできてる。最近の雨は、酸性雨になってるから、この石は溶けやすくて、ざらざらしてるね

(N嬢)石もお砂糖や塩みたいに、溶けやすい溶けにくいということがあるんですね!成分の違いですか

成分の違いであったり、鉱物の種類だったり、できるときの温度や圧力によっても溶けにくさは変わる。そしてこの溶けた成分が、石の隙間に入っていって周りの砂をくっけるように固めていけば、また石の表情は変わる

これが、砂や泥、そして礫が固まっていくメカニズムです!

Part2:玉石って何?どこからきたの⁈

ひきつづき、手取川ダムの礫岩のまえ

礫岩のでき方はわかったね。堆積岩には、他にも砂が固まった砂岩、泥が固まった泥岩があるよな、今度はそれを探しに行こう

 

手取川ダムの上流の河原

さっきよりも上流に来たよ。ここで見られる石は、手取層と呼ばれる、ジュラ紀や白亜紀の、恐竜がいたころの堆積岩だ。この石を見てくれ

この黒い筋は何だと思う?

(N嬢)汚れ!(笑)

見えるよな(笑)何かっていうと、ジュラ紀や白亜紀の時代の植物や木の破片が化石として残ってる

(N嬢)化石なんですか?これ

ハッキリとは言えないかもしれないけど、植物が由来するものが堆積物の中に残って、さらに化石になってるようなものかな、でも今回のテーマは化石じゃないから

この石を見て!

この石の中に、さっきの磨いた礫岩にはなかった石ころが混じってるんだけどわかるかな?どんな特徴がある?

2人で、埋め込まれた小さい石を触って

(E嬢)これは磨いてないのに結構つるつる

なんで出っ張ってると思う?

(N嬢)削ってなくて、埋め込まれてないから…

自然に礫として入ってて…で、(出っ張った石を指して)ここだけ何で盛り上がってると思う?

(E嬢)周りが削れたから…

そう、堅い部分だけ残ってる。で、この肌感覚、さっきあった?

ないですね、すごくつるつるしてます

これが、ポロッと取れた石だ。この辺では「玉石」って呼ばれてる。触った感じが凄いつるつるしてて好きなんだけど(笑)じゃあ、この話を詳しくやってみよう!

 

◆ ロケーション:森下教授の研究室 

森下教授のコレクションから、今回の「俺の石♪」◆Part2はこれ メチャメチャ嬉しそう♪

ボクの部屋の中にはなぜか丸っこい石がいっぱいあります。

こういう石、好きなんだけど…(ニコニコ)

花崗岩の丸い礫、海で拾ったという蛇紋岩(これも丸っこい石)を見せてくれたあと…

今日はこれ!手取の川の中でしばしば見られる丸い「玉石」と呼ばれる石!これが好きな人に贈りたいと思います!これ、よくないですかー?(嬉々)

森下教授、玉石愛が溢れすぎて、小さいのを舐めちゃいました!食べたいほど大好きみたいです(笑)

この肌触り、この透明感、好きな人には堪んないと思うんですけどね~💓

で、次は、玉石が好きな貴方に贈る、もっと玉石が好きになる動画です💓

いわゆる “玉石” が好きな人!もっと好きになるかも💓

それじゃまず、この玉石のでき方から考えていきましょう。玉石は何からできているか

幾つか種類があるうちの一部の玉石を超ー拡大してみたものです。一粒一㍉前後の砂粒が見えます。その隙間に砂粒から溶けたものが固まっているのがわかります。成分でいうと石英です。隙間を埋めているのも全て石英です。

これは、日本海の海岸の砂ですが、これを見ると幾つかの色があります。白が主に「石英」ピンク色が「長石」そして黒っぽいのは「岩片」が、小さくなったものです。

この「石英―長石―岩片」が、日本海の砂に、どれくらいの割合で混じっているかを表すとこの辺り(真ん中)になると考えられます。

玉石はどこに来るかというと、90パーセント以上「石英」なので頂点に近いです。岩片や長石は少ないです。この玉石のことを、専門用語では「オーソコーツァイト」と呼びます。石英は、英語で「クォーツ」これは隙間も全部クォーツだと云う意味で、これが玉石です。

海の砂は、どこからくるのか?

川の上流の土地にもともとある岩石や砂などが、雨や風に削られ川の流れによって運ばれる。これを体感したのが、数年前に起こった、手取川がめちゃめちゃ濁ったという事件です。このときは、手取川上流の一部分が土砂崩れを起こし、大量の土砂が川の流れに乗って下流に運ばれました。かなり上流で起きたことですが、それで下流はたいへんな影響を受けました。

砂粒と云うのは、川を流れ下るあいだに姿を変えていきます。鶴来地区(中流域)辺りで見られるのは、礫と言われるサイズで、種類もさまざまなものがあります。これが海にくると砂粒になっています。これらの石は、同じものだと思いますか?

 河原と云うのは、岩片がとても多く、日本海の砂は真ん中あたり。でも玉石をつくるためには、この砂じゃダメなんです。圧倒的に石英が足りないのです。

石英(水晶)とは…

そもそも石英とは何だったかというと、結晶の一つです。化学組成的にいうと、シリコンが一つ、酸素が二つの「SiO²」ケイ素と酸素が結びついた形になっています。

(詳しくは、第1回/マグマって何?地球って何?岩石って何?を、ご覧ください)

大事なのは、石英と云うのは、結晶の構造がネットワーク化していて、鉱物の中でも比較的安定しているので、風化に強いということです。

石英を集める条件とは?

ということで、風化や浸食が長い時間起きれば、石英だけが選択的に残る、という可能性を感じるのですが…。

日本には無数の川があり、上流から運ばれてきた石英成分は海に集まります。日本で長いのは利根川でしょうか、しかしアジアの川と比べたら比較になりません。アジア大陸の川は日本列島を横断するくらいの距離を移動してきます。

大陸の上部というのはおもに花崗岩でできていて、主要な構成成分は石英や長石です。長い長い旅を続けることができる大陸の環境なら、風化や浸食に強い石英ばかりの砂ができるんじゃないかと考えられています。

そして玉石はどこから来たのかと考えると、長い川の旅でゆっくり取捨選択され、石英ばかりの「砂」ができ、石英の砂岩層がやがて風化して「礫」になり、周りの砂や泥と一緒に溜まって、再び岩石になる。ちょっとややこしいですが…

じゃあ、玉石が運ばれてくる基になっている砂岩はどこにあるのか、それができた地層はどこにあるのか?じつは日本にはないと言われています。あるのは、アジア大陸です。石英からなるオーソコーツァイトの砂岩層があった時期は、シダ植物や恐竜などが生きていた時代と重なります。それは、化石となって私たちにそのことを教えてくれます。

そう考えると、不思議なのは日本海の存在です。なぜ、大陸でできた玉石が石川県にあるのでしょう。その記録が石川県に残っていることはないのでしょうか?その辺りを徹底的に追及していきますよ♪

再び 手取川ダムの上流の河原

ここの河原の石は、今まで見てきた石とは何かが違うんだけど、わかるかい?

(N嬢)石がたくさん入ってないです

前はこういう石がいっぱい入ってました

さっきは礫が多い石、これは、砂が固まった砂岩でその中に礫が入っている。他の石も見てみて、どう違う?

2人は水が流れる河原の大きな石を見渡します。

石川県の土台になってる石って何だっけ?

(N嬢)飛騨片麻岩

その石はあるかな

(N嬢)あの白いうねうねが入った石がない…

それってどういうことを意味してると思う?

(N嬢)飛騨片麻岩は土台じゃなかった…

(笑)このへん(上流)には、なかったってことだな

礫と云うのは、どういうところから運ばれてきたのか、その地域の情報をくれるんだけど、ここのは、ほとんどが石英と呼ばれる堅い石ばっかりで…じゃあこのへんにこの硬くて白い石の基になる地層みたいなものがあると思う?

(E嬢)聞いたことないです

アジア大陸のあるところに、こうした玉石の基になる…石英ばかりからなる地層があると言われていて、今の日本には、この玉石を削り取ってくるような地層がないんだ。

つまり、まだ大陸の地層だった時代に河が流れて削られて堆積したもの、それが更に石になっている、というかなり複雑な歴史を持ってるんだ。

そのあと、日本海ができることで、離れて日本列島ができたということなんだ。

(N嬢)えっ!日本海は、できたんですか?

ん?あーそうか…地球の46億年の歴史の中で日本海ってずっとあったと思う?

(E嬢)もしかして、なかったんですか?

そう!日本海が開くときに、俺たちが知らないくらいの…マグマがバンバン噴き出すくらいの火山活動があって、それがこの辺の地質にもいっぱい残ってるんだ

次回は、日本海の形成に伴うドラマについて詳しく説明していこう!

と、どや顔がバッチリ決まって終了です!

視聴を終えて

今回も、森下教授の石への偏愛「💓」ぶりにがおもしろすぎてニヤニヤが止まりませんでした♪

冒頭にでてきた磨かれた礫岩ですが、じつに私好み♪ クリムトの絵画にある『アデーレ・ブロッホ=バウアーの肖像 I』…に描かれた幾何学模様…もしかしたら彼は、こんな石を見て着想を得たのではないかしら、と思ったり…。とても幻惑的です♪ 一方、玉石も、なぜこれほど有名なのか、その特異ぶりが初めて腑に落ちて満足です。それにしても、あのかわいらしい塊にこんなにも壮大な過去歴があったとは驚きです!

ロケ地が手取川のより上流地域になって、河原の石も明らかに変化しました。堆積岩とは何なのか、そのメカニズムと映像とが、脳にダイレクトに届く!動画のすばらしいところですね♪次回も愉しみです!

では、第5回動画「日本海はいつからあるの?」へ続きます♪

◆ ロケ地周辺にあるジオポイント◆

手取川ダムは、昭和55年に完成したロックフィル式のダム。コンクリートを使わず、土・砂礫、岩石をつみあげて造られています。「山と雪のエリア」の下流部に位置し、白山麓の大量の雪どけ水を調整し、石川県の水がめとして重要な役割をしています。また、水力発電も行っています。ダム湖には桑島集落の一部(旧:白峰村)と、深瀬集落の一部(旧:尾口村)が沈んでいます。ダムによって形成された手取湖(てどりこ)は、福井県の九頭竜湖(九頭竜川)に次ぐ巨大な人造湖です。車で気軽に行けるので白山麓へドライブの折りには、ぜひ寄ってみてください♪

名称手取川ダム
所在地石川県白山市女原ソ-18-1
交通アクセス白山ICから国道157号線を南へ70分
加賀白山バス白峰,白山線バス乗車、手取ダム前停留所下車
駐車場有り バス乗入可
トイレ有り
堤体内見学要問合せ 金沢河川国道事務所/手取川ダム管理支所(076-256-7310)

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