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この記事は、「青い石」と呼ばれる緑色片岩が、どのようにして優れた肥料となるのかを地質学的な視点から解説しています。
海底火山で生まれた玄武岩は、プレート移動により日本列島へ移動し、陸のプレート下に沈み込みます。その過程で強い圧力と熱を受け、変成作用によって緑泥石を多く含む緑色片岩へと変化します。
緑色片岩は、もとの玄武岩由来のミネラルに加え、海水由来のミネラルも含み、さらに、その層状構造から容易に粉砕され、植物が吸収しやすい状態になります。また、粘土鉱物である緑泥石は腐植と相性が良く、理想的な土壌環境を作ります。
このように、地下深くで長い年月をかけて形成された緑色片岩は、栽培者にとって理想的な肥料と言えるでしょう。
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この記事は、沖縄の土壌と地質の関係を考察しています。まず、沖縄本島南部を例に、土壌図と地質図を比較しました。土壌図では未熟土が多いのに対し、地質図では石灰岩の分布は予想より狭く、未熟土の成因に疑問が生じました。
そこで土壌図を拡大したところ、石灰岩地域は石灰性暗赤色土、それ以外は低地土やグライ土と分類されていました。つまり、石灰岩以外の付加体が未熟土の基盤となっている可能性があります。
結論として、沖縄本島では石灰岩の影響は限定的で、未熟土の成因には他の要因も考えられると示唆しました。
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中国西部の赤色粘土質の土壌で、石灰過剰という分析結果から、石灰性暗赤色土での栽培について考察されている。石灰岩の風化によって生成されるこの土壌は、日本では珍しく、大陸で多く見られる。石灰岩は炭酸カルシウムが主成分で、pH調整に用いる石灰質肥料と同じ成分だが、過剰施用は有害となる。醒ヶ井宿の居醒の清水のような石灰岩地域での知見を活かし、中国の土壌で多様な作物を育てる方法を探る。具体的には、石灰岩土壌の性質を理解し、適切な作物選択、土壌改良、水管理などを検討する必要がある。
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水無瀬神宮の「離宮の水」は、大阪で唯一の名水百選に選ばれた中硬水である。古くから茶の湯や生活用水に使われ、水無瀬離宮の庭園にも利用されてきた。環境省のサイトによると、水温は年間を通して14～16℃で安定しており、豊富な水量を誇る。水質はカルシウムやマグネシウムの含有量が多く、硬度はおよそ100～150mg/L。後醍醐天皇ゆかりの水無瀬神宮の手水舎で自由に飲むことができ、まろやかな口当たりとわずかな苦味が特徴。周辺は水源涵養林として保護され、豊かな自然環境が水質を守っている。
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トマトの肥料に関する所用で倉橋島を訪れた後、隣の能美島へ。海岸沿いで車を停め、引き潮の海岸を観察した。花崗岩質の石にはフジツボが付着し、緑藻が生息していた。満潮時には海中に浸かるこの場所は、緑藻にとって太陽光に晒される過酷な環境である。海藻は種類によって生息する深さが異なり、浅瀬の緑藻は強い光から身を守るため緑の色素を持つという説を改めて実感した。近くに別の藻類も見つけたが、それは次回に。
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丹波篠山の恐竜化石発掘地周辺の地質について調査した。発掘地は流紋岩質の山を侵食する川の堆積物にあり、白亜紀後期の有馬層群に属する。約9km離れた場所には、7千万年前の火山噴火による流紋岩にできた噴気孔化石が存在する。発掘地の東側は2億5000万年前より古い付加体で、その上に火山噴出物が覆っている構造が確認できた。これは篠山層群が古生代ペルム紀から中生代ジュラ紀の基盤岩類を覆うという地域の地質構造と一致する。これらの情報から、周辺の地層観察で新たな発見が期待できる。
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紀伊半島南部の熊野灘沿岸には、付加体と海底火山の痕跡が見られる。付加体はプレートの沈み込みによって海洋プレート上の堆積物が陸側に押し付けられ、陸側のプレートに付加したもの。牟婁層群と呼ばれる地層は、砂岩や泥岩の層に玄武岩やチャートなどの岩塊が含まれており、典型的な付加体である。また、これらの地層には枕状溶岩や水中火山砕屑岩も含まれており、海底火山の噴火活動があったことを示している。特に、白浜町の海岸では、枕状溶岩が露出しており、海底火山の噴火の様子を鮮やかに物語っている。これらのことから、熊野灘沿岸地域は、かつて活発な海底火山活動があった海域だったことがわかる。
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伊勢神宮は中央構造線の境に位置し、地質学的に興味深い場所にある。周辺の岩石は玄武岩の付加体と三波川変成帯から成り、どちらも鉄分を多く含む。鉄分豊富な岩石は緑や黒色を呈し、伊勢神宮の重要な場所の石にも緑色の石が多く使われている。これらの岩石は地磁気や雷の影響で磁気を帯びる可能性がある。最近、人間にも磁気を感じる第六感があるという研究結果が報告された。伊勢神宮の位置と緑色の石の使用は、古代人が地球のダイナミックな活動、特に磁気に何かを感じていた可能性を示唆している。
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京都亀岡市にある出雲大神宮の境内には、「真名井の水」と呼ばれる湧き水が存在する。この水は御蔭山の接触変成岩層から湧き出ており、古来より絶えず流れ続けている。しかし、周辺の地質図を見ると、神社の付近は付加体で構成され、深成岩は見当たらない。湧き水と地質の関係について疑問が生じ、海底火山の影響や深成岩の規模の小ささといった可能性が考えられるが、結論に至るには更なる知識と経験が必要である。
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舞鶴でのグローバック栽培に関する勉強会をきっかけに、地域の土壌と水質について考察。グローバック栽培は初期費用が安く土壌病害のリスクも低い一方、水耕栽培のため原水のpH調整が重要となる。舞鶴のある施設では原水pHが7.5と高く、周辺の地質が斑れい岩であることを確認。斑れい岩は塩基性火成岩で、pHを高める鉱物を多く含むため、水質も高pHになると推測。さらに、塩基性火成岩はカリウム含有鉱物が少なく、土壌分析の結果もカリウム不足を示唆。カリウムは根の吸水に重要で、舞鶴の栽培ではカリウム肥料の施用が必須。土壌だけでなく、散水に使う川の水のミネラル組成も考慮する必要がある。
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ヘアリーベッチの土壌消毒効果のメカニズムを探るため、その根から分泌されるシアナミドの作用機序に着目。シアナミドは石灰窒素の有効成分で、人体ではアルデヒドデヒドロゲナーゼを阻害し、アセトアルデヒドの蓄積による悪酔いを引き起こす。アセトアルデヒドはDNAと結合し、タンパク質合成を阻害することで毒性を発揮する。この作用は菌類にも影響を及ぼし、土壌消毒効果につながると考えられる。
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石山寺は源氏物語ゆかりの寺であると同時に、国指定天然記念物の珪灰石で有名です。珪灰石は石灰岩が花崗岩マグマの熱変成を受けて生成される接触変成岩の一種で、石灰岩の成分である方解石とマグマ中の珪酸が反応してできたカルシウム珪酸塩鉱物です。奈良県洞川温泉の五代松鍾乳洞周辺で見られるスカルン鉱床と生成プロセスが類似しています。石山寺境内には珪灰石だけでなく、大理石も存在し、境内を登る過程で変成岩の境界を観察できる可能性があります。石山寺周辺の地質は複雑に変形した付加体やチャートで構成されています。
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大鹿村の中央構造線安康露頭では、日本列島を東西に分ける巨大な断層である中央構造線が地表に露出している。この露頭では、内帯の領家変成帯と外帯の三波川変成帯が断層を挟んで接しており、両変成帯の違いを肉眼で確認できる貴重な場所となっている。領家変成帯は白っぽい花崗岩質マイロナイト、三波川変成帯は緑色片岩で構成され、その境界は黒色の断層粘土で満たされている。この断層粘土は、断層運動によって岩石が粉砕された証拠である。安康露頭は、異なる地質がどのように接触しているかを理解する上で重要な地質学的サイトである。
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比叡山山頂付近には大きな岩が配置されているが、これは庭園用に持ち込まれたものではなく、元からあったホルンフェルスと考えられる。ホルンフェルスはマグマの熱で変成した堆積岩で、風化しにくい性質を持つ。比叡山と大文字山は、風化しやすい花崗岩部分が削られ、ホルンフェルス部分が残り形成された。つまり、ホルンフェルスは土壌の主要構成要素にはなりにくく、地形形成に影響を与える。比叡山の地質図を見ると、山頂付近は花崗岩と堆積岩（付加体）が分布しており、周辺にはチャートが多い堆積岩も存在する。これらの岩質の違いが、比叡山の地形を形成する要因となっている。
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京都府亀岡市にある桜石は、菫青石の仮晶で、都道府県の石に指定されている。泥質岩にマグマが貫入し、熱変成作用を受けてホルンフェルス化した際に再結晶した鉱物である。六角短柱状で、容易に割れる断面には花弁状の模様が現れることから「桜石」と呼ばれる。産地の積善寺・桜天満宮付近は付加体であり、周辺の山地には花崗岩が分布する。桜石の形成はマグマの熱変成作用と関連し、近隣に存在するラドン温泉の熱源も深成岩中の放射性鉱物の崩壊熱と推測される。
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兵庫県南あわじ市の水田土壌を観察した。白っぽい粘土質で、土壌図では低地水田土に分類される。地質図によれば、この地域は堆積物地形であり、領家変成帯に位置する。北側には花崗岩が広がり、この水田土壌は花崗岩形成時の熱影響を受けた付加体由来と考えられる。現状の知識では地質図からの詳細な土壌特性の推定は難しいが、水田ながら比較的排水性が高い環境と推測される。
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関西で客土が一般的でない理由を、土壌の観点から考察しています。関東では土質改善目的で客土が盛んですが、関西、特に京都では客土の認知度が低い。京都周辺の山は、チャートや付加体が多く、玄武岩質や真砂土の起源となる地質が少ない。そのため、客土を試みても効果が薄く、定着しなかったと推測。一方、客土が盛んな地域は、山の地質が土壌改善に適した組成であるか、畑地の土壌が元来劣悪で客土の必要性が高かったと考えられる。川砂による客土はミネラル供給に有効なため、一部で行われている。
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高槻の本山寺周辺で枕状溶岩を含む緑色岩の露頭を観察した。南側の砂岩頁岩互層から北上し、断層と思われる境を越えると緑色の露頭が現れた。風化部分は赤や黒色が混じり、黒ボク土のような黒い土も確認できた。地質図によれば、この地域は1億6000万年前の付加体で、緑色岩は玄武岩質。枕状溶岩であることから海底火山由来と考えられ、黒ボク土の元となった火山活動は3億年前ほど前と推定される。古代の火山活動が生んだ土壌が現代の農業に利用されていることを実感した。
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高槻の摂津峡の成り立ちについて考察している。渓谷は川の侵食や地殻変動で形成される。摂津峡の地質は複雑な付加体で、明確な成因は特定できないが、隆起と川の侵食が関わっていると考えられる。隆起時の傾斜が川の流れを決定し、その後の侵食で谷が深くなったと推測されるが、詳細は不明。川や渓谷の形成過程は複雑で解明が難しいことを示唆している。
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長野の天龍峡は花崗岩を天竜川が削ってできた渓谷だが、岐阜の飛水峡は様子が異なる。飛水峡は日本最古の石が発見された場所で、美しいチャートで知られる。しかし、地質図を見ると、飛騨川は天龍峡のように単一地質を削ったのではなく、付加体という様々な岩石の集合体を流れている。チャートは硬いが、飛騨川が特別硬い岩を削って飛水峡を作ったわけではないようだ。つまり、飛水峡の形成は天龍峡とは異なるメカニズムによる可能性があり、更なる調査が必要である。
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四国徳島で見られる緑色の石は、三波川変成帯に由来する。これは、かつてユーラシア大陸端に存在した日本列島に、海のプレートが沈み込む際に玄武岩質の岩体が潜り込み、高圧で変成、隆起したものだ。同様のメカニズムで秩父帯、四万十帯も形成され、日本列島の大陸からの分離後も、これらの地質帯は関東から九州へ横断して存在する。徳島の土壌の豊かさも、玄武岩質変成岩由来の粘土鉱物の豊富さに起因する可能性がある。地体構造を理解することで、地質図の「付加体」のブラックボックスが解消される。
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約1億年前、ユーラシア大陸の端に位置していた日本列島で、ユーラシアプレートと太平洋プレートの衝突により中央構造線が形成された。太平洋プレートは玄武岩、石灰岩、チャートを大陸側に運び、これらが変成・堆積して三波川帯、秩父帯、四万十帯を形成した。中央構造線は、付加体が大陸プレートに載り隆起することで右下方向に伸びている。 その後、日本列島は大陸から分離し、更に後にフォッサマグナが形成された。中央構造線周辺の地形は、過去の地殻変動を知る上で重要な手がかりとなっている。
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大鹿村で中央構造線の露頭を観察し、ユーラシアプレートとフィリピン プレートの境界を目の当たりにした。内帯（北側）は花崗岩の破砕岩、外帯（南側）は緑色岩（付加体）の破砕岩で、全く異なる地質だった。大鹿村では中央構造線は西南日本内帯と西南日本外帯を分ける。糸魚川-静岡構造線と中央構造線の関係、伊豆半島の影響についても触れ、過去のフォッサマグナや城ヶ島の地質に関する考察の誤りを訂正した。フォッサマグナの付加体と岐阜の最古の石は形成時期が異なるため、関連性がないことがわかった。今回の観察は、徳島県吉野川市で見た緑色岩の理解にも役立った。
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鉄鉱石採掘跡の近くにある鍾乳洞を探検した記録。丹波地方の鐘乳洞は、かつて製鉄所で使われた鉄鉱石の産地付近に位置している。鉄鉱石は、鍾乳洞と同じく石灰岩地帯に多く存在する。鍾乳洞形成には、石灰岩を溶かす水と、空洞を作る地殻変動が必要となる。丹波地方は、地殻変動が活発な地域で、多くの鍾乳洞が存在する理由もそこにある。探検した鍾乳洞は、急斜面や狭い通路があり、内部は美しく、自然の神秘を感じさせる空間だった。鍾乳石や石筍などの鍾乳洞特有の景観も楽しめた。鉄鉱石と鍾乳洞という、一見無関係に見えるものが、地質学的な繋がりを持つことを示す興味深い探検だった。
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糸魚川で発見されたヒスイ輝石は、プレート沈み込み帯の低温高圧下で生成される。大陸プレートと海洋プレートの衝突地点付近の付加体最下層で、曹長石を原料に生成された後、蛇紋岩に捕獲され地表付近まで上昇してきた。そのため、ヒスイは糸魚川-静岡構造線ではなく、その西側の付加体エリアで発見される。小滝川上流の明星山麓も蛇紋岩地帯であり、この生成過程と合致する。しかし、同じ蛇紋岩地帯である大江山ではヒスイ発見の報告がないため、更なる調査が必要である。
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新潟県糸魚川市にある小滝川ヒスイ峡は、日本でヒスイが発見された場所として有名です。フォッサマグナと糸魚川-静岡構造線上に位置し、プレートの衝突による特殊な地質条件がヒスイの生成を促しました。明星山という石灰岩の山の下を流れる小滝川で発見され、近隣住民はまな板などに使っていたという逸話も残っています。ヒスイは低温高圧の変成作用で生成される鉱物で、古墳時代の勾玉の原料でもありました。糸魚川ジオパークのジオサイトの一つとして、地質学的にも貴重な場所となっています。
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日本列島は、ユーラシア大陸東端がプレートの衝突によって分離、二つの島となり、その後再び衝突して形成された。この衝突で生まれた巨大な溝「フォッサマグナ」は、激しい火山活動によって火山灰で埋め立てられ、特徴的な地質と土壌を生み出した。フォッサマグナ西側の西日本は付加体によって隆起し、岐阜の最古の石や滋賀・奈良の石灰岩地形、京都のチャートなどが見られる。一方、フォッサマグナ内部は火山灰質の地層が6000m以上堆積し、長野県栄村の深い腐植層を持つ黒ボク土もこの成り立ちと関連する。西日本と東日本では地質・土壌が大きく異なるため、フォッサマグナは日本列島の形成を理解する上で重要な地域と言える。
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約3000万年前、ユーラシア大陸東端にあった日本列島は、大陸プレートと海洋プレートの衝突により分離した。分離した二つの島は回転しながら再び結合し、その結合部分がフォッサマグナとなった。鳥取の浦富海岸の花崗岩や岐阜県七宗町の日本最古の石の存在は、この大陸からの分離とプレートの沈み込みを裏付ける証拠となっている。七宗町はフォッサマグナの西側に位置し、今後の議論に繋がる。
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海底で水平に堆積した地層は、プレートの衝突により隆起し、傾斜する。陸のプレートに押し上げられた堆積物は「付加体」と呼ばれ、地層の新しい側が押している海のプレートの方向を向く。城ヶ島では、南側のフィリピン海プレート（海）が北側の北アメリカプレート（陸）に沈み込むため、南側の地層が新しく、北側に傾斜している。写真からも、地層の南側が上向き、北側が下向きになっている様子が確認でき、付加体の端であることがわかる。
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黒ボク土は、水はけが良い反面、保水力・保肥力が低い。リン酸固定も多く、肥料効率が悪い。窒素過剰吸収による生育障害のリスクもある。団粒構造の発達が悪く、乾燥すると微細な土粒子となり、風食や土埃の原因となる。物理性が悪いため、耕耘の抵抗が大きく、過剰な耕耘は土壌構造を破壊し、悪化させる。保水性・保肥力の向上には、有機物添加が有効。土壌改良資材や被覆栽培も有効策となる。適切な管理を行うことで、黒ボク土の弱点を克服し、生産性を高めることができる。
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滋賀県米原市の醒ヶ井宿は、名水百選「居醒の清水」で有名な湧水地。この清冽な水で育つ梅花藻は、水温15℃前後の澄んだ湧水を好む希少種。湧水周辺の地質は玄武岩質やチャートの付加体だが、近隣の霊仙山は石灰岩のカルスト地形を形成している。梅花藻の生育には、安定した水温に加え、玄武岩や石灰岩の成分も影響している可能性がある。醒井渓谷など更なる調査が必要。
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約10年前、岐阜県美濃加茂市で師の元で栽培を学んでいた人の畑が黒ボク土だった。当時は土壌に関する知識が乏しかったが、最近飛水峡を訪れた際に美濃加茂を再訪し、改めて黒ボク土の畑を観察した。その土は非常に黒く、家畜糞主体で土作りをしていても黒ボク土でなければ到達しない黒さだと感じた。近隣のトウモロコシ畑や耕起の時期から、水田ではなく畑作の土の色だと推測。黒ボク土分布図と日本シームレス地質図で確認すると、美濃加茂市の一部は黒ボク土の元となる苦鉄質火山岩類であることがわかった。石から得られる情報量の多さを改めて実感した。
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京都・伏見の御香宮神社は、名水百選に選ばれた「御香水」を擁する。境内には水質維持装置も設置されている。神社周辺は都市部に位置し、かつてほど水質は良くないかもしれないが、伏見の酒造りが発展した根源であることは確か。地質は山からの土砂が堆積した地域で、付近の山はチャートを含む付加体から成る。境内の敷石にも多くのチャートが見られる。御香水の詳しい水源は不明。
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奈良県天川村洞川の廃坑となった五代松鉱山跡を訪ねた。鉄鉱山跡の近隣に鍾乳洞が存在することに疑問を抱き、周辺の岩石を観察した。白い花崗岩らしき岩石を発見し、地質図を確認すると鉱山付近は花崗岩質深成岩、隣接地域は堆積岩(付加体)だった。花崗岩と鉄の関係、鍾乳洞の存在理由など、疑問は深まるばかり。近隣の採石業者から得た情報もあるため、詳細は次回へ続く。