植物のミカタ

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河津町の広報誌によると、町内の段間遺跡から大量の黒曜石製の石器が出土した。黒曜石は60km離れた神津島産であることが判明しており、縄文時代の人々が丸木舟で12時間かけて往復し、入手していたと考えられている。神津島は伊豆半島南東部から見渡せる距離にあり、当時の人々の旺盛な探究心をうかがわせる。このことから、既に組織的な活動が行われていた可能性も指摘されている。なお、河津と神津島の「津」は古代の港を意味し、地名の由来を探ることも興味深い。

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この記事は、筆者が家族で和歌山城を訪れた際の体験記です。長男が城に興味を持ったきっかけが忍者のイベントだったことや、筆者自身は以前から中央構造線付近に位置する和歌山城の石垣に使われている緑色片岩に興味を持っていたことが書かれています。 和歌山城では、天守閣に至るまでの石垣や道に緑色片岩がふんだんに使われており、その見事な緑色に筆者は大変満足した様子が伺えます。 記事内では和歌山城の石垣が緑色片岩でできている理由として、和歌山城が位置する和泉山脈と中央構造線の関係性についても触れられています。

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この記事は、大分県津久見市で生まれた柑橘類「甘夏」について解説しています。甘夏はナツミカンの一種で、酸味が少なく甘みが強いのが特徴です。 著者は、愛媛県のミカン栽培に適した地質「緑泥石帯」と甘夏の産地との関連性を調査しました。その結果、甘夏の産地である津久見市上青江は緑泥石帯ではなく、堆積岩や火成岩の地質であることがわかりました。 ただし、上青江の東側には石灰岩の産地である下青江が存在します。石灰岩は愛媛県のミカン産地である秩父帯にも存在することから、上青江の堆積岩に石灰岩が豊富に含まれている可能性が考えられます。

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著者は、古墳時代の鉄器製造と天然磁石の関係に興味を持ち、実際に磁鉄鉱を購入してその磁力の強さを実感しました。さらに、山口県萩市には「磁石石」と呼ばれる強い磁気を帯びた岩山があり、その地名「須佐」が須佐之男命 (スサノオノミコト) の伝説と関係していることに興味を示しています。須佐之男命と磁石の関連性に疑問を投げかけています。

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徳島市南蔵本遺跡で見つかった水田跡と灌漑施設から、弥生時代には既に高度な治水技術があったと考えられます。遺跡は吉野川の分流、田宮川の蛇行部に位置し、杭と堰板を用いた堰が発見されました。この技術により、洪水の頻発する吉野川流域でも稲作が可能になったと考えられています。また、遺跡は鉄器生産遺跡や眉山にも近く、当時の技術や文化を考える上で重要な発見と言えるでしょう。

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ヒザラガイは、軟体動物門多板綱に属する原始的な貝の仲間です。8枚の殻を持ち、世界中の潮間帯から深海まで広く分布しています。岩場に付着し、歯舌と呼ばれる器官で藻類などを削り取って食べます。驚くべきことに、その歯は磁鉄鉱という硬い鉱物でできています。これは、鉄分が乏しい環境で進化したヒザラガイが、効率的に鉄分を獲得するために獲得した戦略と考えられています。このように、ヒザラガイは独自の生態と進化を遂げた生物と言えるでしょう。

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最古の鉄器製造遺跡である徳島県加茂宮ノ前遺跡付近では、眉山などで磁鉄鉱の採掘が可能です。結晶片岩中に磁鉄鉱が生成されるため、広範囲で採掘できた可能性があります。 磁鉄鉱は落雷により磁気を帯びるため、古代人も容易に入手できたと考えられます。天然磁石の力を使って権力を得た人がいたかもしれません。

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弥生時代、徳島県の加茂宮ノ前遺跡では、近畿地方との交易によって鉄器がもたらされていました。しかし、周辺で鉄鉱石を採掘した痕跡は見つかっておらず、どのように鉄を入手していたかは不明です。 記事では、鉄鉱石を探す手段として「天然磁石」の存在に着目しています。特に磁鉄鉱は、マグマが固まった後に落雷を受けると磁気を帯びるため、天然磁石として利用できます。 しかし、加茂宮ノ前遺跡周辺で磁鉄鉱の採掘跡は見つかっていません。弥生時代の徳島県の人々がどのように鉄鉱石を手に入れていたのかは、依然として謎のままです。

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出雲神話に登場するヤマタノオロチ退治で赤く染まった斐伊川は、上流から流れ込む大量の砂鉄が原因の可能性があります。砂鉄は酸化鉄を含み、川を赤く濁らせます。これは古代の出雲で鉄の採掘と鉄器製造が行われていた可能性を示唆しています。出雲は緑泥石、祭器の材料に加え、鉄資源にも恵まれた、古代の稲作にとって理想的な土地だったと言えるでしょう。ヤマタノオロチ退治は、こうした背景を反映した神話かもしれません。

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松江・玉造温泉の勾玉についてまとめた文章ですね。玉造温泉の名前の由来は、近くの山で勾玉の材料となるメノウが採掘されていたためですが、出雲神話に登場する勾玉は、新潟県糸魚川産のヒスイで作られた可能性が高いようです。糸魚川はフォッサマグナやヒスイの産地として知られ、稲作にまつわる言い伝えも残ります。古代、稲作を中心とした人々の行動が、神話的な繋がりを生み出しているのかもしれません。

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緑色凝灰岩は銅や石膏の採掘に適した岩石で、古代では祭りを行う上で重要な祭器の材料として使用されていた。緑色凝灰岩の主成分である緑泥石は良質な肥料としても利用され、古代人の生活に大きく貢献した。また、緑色凝灰岩が分布する地域では、銅剣や銅鏡の材料となる銅や、青銅鏡の材料となる石膏が採掘されていたことが明らかになっている。

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ゼオライトは、沸石とも呼ばれる多孔質のアルミノケイ酸塩鉱物で、粘土鉱物のように扱われるが粘土鉱物ではない。凝灰岩などの火山岩が地中に埋没し、100℃程度の熱水と反応することで生成される。イオン交換性や吸着性を持つ。記事では、凝灰岩が熱水変質によってゼオライトや粘土鉱物などに変化する過程が解説され、同じ火山灰でも生成環境によって異なる鉱物が形成されることが示されている。ベントナイト系粘土鉱物肥料の原料である緑色凝灰岩とゼオライトの関連性にも触れられている。

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この記事では、緑泥石という粘土鉱物について解説しています。緑泥石はグリーンタフ（緑色凝灰岩）、緑色片岩、緑色岩などに見られる鉱物で、2:1:1型粘土鉱物に分類されます。一般的な2:1型粘土鉱物（スメクタイト、バーミキュライトなど）はCEC（陽イオン交換容量）が高い一方、緑泥石はCECが非常に低いのが特徴です。これは、2:1型構造の層間水があるべき場所に、緑泥石では八面体が挿入されているため、膨潤性が弱くCECも低いと説明されています。記事では粘土鉱物の基本構造（SiO四面体、Al八面体）や1:1型、2:1型構造についても触れ、緑泥石の構造を図解して分かりやすく解説しています。最後に、緑泥石の興味深い知見については次回に持ち越しとしています。

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長崎県の一部地域では、赤土の客土が頻繁に行われている。客土に使われている土壌は、島原地域に分布する暗赤色土である。暗赤色土は、塩基性の強い岩石が風化した土壌で、有機物含量が低く、粘土含量が高く、有効土層が浅い。塩基性暗赤色土は、玄武岩質岩石の風化物でミネラルが豊富である。酸性暗赤色土は、塩基性暗赤色土からミネラルが溶脱したもの。いずれも粘土質が良好で、腐植と相性が良く、黒ボク土へと変化していく過程にあると考えられる。そのため、客土材として有効で、実際に赤土客土した地域では土壌が改善している。

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海底風化は、土壌生成の重要なプロセスであり、特に粘土鉱物の生成に大きく関わっている。陸上で生成された火山岩物質は、風や河川によって海へと運ばれ、海底で化学的風化作用を受ける。海水はアルカリ性であるため、岩石中の長石などの鉱物は分解され、粘土鉱物へと変化する。この過程で、岩石中のミネラルが溶出し、海水に供給される。生成された粘土鉱物は、海流によって運ばれ、堆積岩の一部となる。特にグリーンタフ地域は、海底風化の影響を受けた火山岩が多く分布し、多様な粘土鉱物が観察される。これらの粘土鉱物は、土壌の保水性や保肥性に影響を与え、農業にも重要な役割を果たしている。

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ある地域で土壌が悪化し栽培が困難になっているとの連絡を受け、筆者は現地を訪れた。地質図によれば、その地域はミネラル豊富な火山岩地帯で、土壌も有機質に富んでいるはずだった。しかし、現地の畑は悲惨な状態で、赤土粘土が多く存在していた。地域の人々は赤土粘土を嫌って畑から取り除いていたが、筆者は赤土粘土が栽培に有利だと考えている。長野県栄村小滝集落では、かつて水田に赤土粘土を投入して高品質の米を生産していた例もある。赤土粘土の有効性はまだ確証がないものの、鉱物学的視点からは有利と判断できる。この地域は赤土粘土を排除することで土壌を劣化させ、農業生産力を低下させている。この事例は、栽培技術の本質を問う良い機会となった。

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岩石が土壌に変化する過程は、鉱物の風化と植物の死骸の分解によって起こる。鉱物は、水や酸素、二酸化炭素などと反応し、化学的に組成が変化して風化する。物理的な風化は、温度変化や氷の凍結・融解などによって岩石が砕ける現象である。植物の死骸は微生物によって分解され、腐植と呼ばれる有機物を生成する。腐植は土壌に養分を供給し、保水性や通気性を向上させる役割を持つ。これらの風化生成物と腐植が混ざり合うことで、植物の生育に適した土壌が形成される。風化と分解は時間をかけて進行し、様々な要因が複雑に絡み合って土壌の性質を決定づける。

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凝灰岩が地下深くに埋没し、熱水変質作用を受けることで粘土鉱物が生成される。熱源の深さや熱水の流動性、水素イオン濃度、温度などが生成される粘土鉱物の種類（スメクタイト、沸石など）に影響する。山陰地方で産出される沸石凝灰岩は土壌改良材として利用される。モンモリロナイトや沸石は、凝灰岩が熱水変質作用を受けた後、地質学的イベントで隆起し地表に出現することで採掘可能になる。これらの粘土鉱物を土壌に投入すると、非アロフェン質の黒ボク土へと変化する可能性がある。

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鉱物の風化と植物の死が、岩石を土壌へと変える過程を解説している。岩石は、風化によって物理的・化学的に分解され、細かい粒子となる。物理的風化は、温度変化や水の凍結などにより岩石が砕ける現象。化学的風化は、水や酸素などが岩石と反応し、組成が変化する現象。生成した粘土鉱物は保水性や保肥性に優れ、植物の生育に適した環境を作る。さらに、植物の死骸は微生物によって分解され、有機物となる。この有機物は土壌に養分を供給し、団粒構造を形成、通気性や保水性を向上させる。つまり、岩石の風化と植物の死骸の分解が土壌生成の重要な要素であり、両者の相互作用が豊かな土壌を育む。

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黒ボク土は、火山灰土壌であり、保水性、通気性、排水性に優れ、リン酸固定が少ないため、肥沃な土壌として認識されている。しかし、窒素供給力が低いという欠点も持つ。黒ボク土壌で窒素飢餓を起こさないためには、堆肥などの有機物施用と適切な土壌管理が必要となる。 記事では、鳥取砂丘の砂質土壌に黒ボク土を客土した圃場での栽培事例を通して、黒ボク土の特性と砂質土壌との比較、土壌改良の難しさについて考察している。黒ボク土は砂質土壌に比べて保水性が高い一方で、窒素供給力が低いことから、窒素飢餓対策が必要となる。また、砂質土壌に黒ボク土を客土しても、水管理の難しさは解消されず、土壌改良は容易ではないことが示唆されている。

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京都府福知山市のP/T境界露頭は、古生代ペルム紀と中生代三畳紀の境を示し、地球史上最大の大量絶滅（海中無酸素化が主因）前後の地層が連続。ペルム紀の放散虫から三畳紀のコノドントへの化石変化、灰色から黒色頁岩への堆積物変化から、当時の海洋無酸素状態を読み解けます。海洋プレート由来の日本列島に海生生物の痕跡が残る理由も説明。過去の大量絶滅を現代のメタンハイドレートやCO2問題と重ね、環境保全の重要性を示唆します。

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恐竜の巨大化と石炭紀の酸素濃度上昇の関係について考察した記事。石炭紀にはリグニン分解生物が存在せず、植物の死骸が石炭として大量に堆積、大気中の酸素濃度が上昇した。しかし、恐竜が繁栄した中生代と石炭紀の間にはP-T境界と呼ばれる大量絶滅期があり、酸素濃度が急激に低下したとされる。そのため、恐竜の巨大化は石炭紀の高酸素濃度が直接の原因ではなく、酸素利用効率の高い種が生き残った結果の可能性が高いと推測している。

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粘土鉱物を理解するために、筆者はまず「日本の石ころ標本箱」を参考に、仙台の名取川でゼオライトが採れることを知る。ゼオライトは土壌改良効果のある鉱物で、名取川上流に採掘鉱山があると記載されていた。Google Mapsで鉱山の場所を特定し、地質図を確認するも、海成堆積岩か非海成堆積岩か判別できなかった。仙台は元々は海であったことから、隆起した海成堆積岩と推測する。さらに土壌図も確認したが、特筆すべき点は見当たらなかった。これらの調査を通して、遠隔地にある鉱物の地質や土壌を特定することの難しさを実感する。

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イネのシリカ吸収は、倒伏防止、害虫忌避、病害耐性向上、リン酸吸収効率化、受光態勢改善など多くの利点をもたらす。ケイ酸はイネの組織を強化し、光合成を促進する。玄武岩質地質でも良質な米が収穫されることから、植物が吸収する「シリカ」は二酸化ケイ素ではなく、かんらん石等の可能性が示唆される。肥料としてシリカを与える場合は、グリーンタフ由来の粘土鉱物が有効。グリーンタフは火山灰が堆積したもので、モンモリロナイトなどの粘土鉱物を豊富に含む。

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筆者は、高槻の本山寺周辺で海底火山由来の枕状溶岩を探す中で、緑色に変質した溶岩を発見。これは粘土鉱物の採掘に繋がるのではと考察し、土壌運搬のヒントになると考えた。次に、スランプボールと呼ばれる露頭箇所を目指し、川久保渓流の支流で傾斜した地層を確認。これは海底地すべりによって砂岩が泥の中に混じるスランプ構造であることを文献で確認した。しかし、砂岩の形状に関する記述の理解には至らず、今後の経験値蓄積と再調査を決意。付随して、衝上断層の判別方法が分からなかったことも記している。

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鹿児島天文館のホテルで、外壁に使われている石材が桜島の溶岩に似ていることに気づいた。以前に、建材は運搬の都合上、近隣で採掘されたものを使うことが多いと知っていたので、桜島が近いこの場所で、桜島の岩石が使われている可能性が高いと思った。また、ホテル内には桜島の凝灰岩を使ったオブジェも多数あり、この外壁の石材も地元で採掘されたものだろうと推測した。

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ミャンマーの土壌ポテンシャルは、花崗岩に含まれるボーキサイトによるラテライト(紅土)形成の影響で低い。建築石材に茶色の花崗岩が多く見られ、これはボーキサイトを含むためと考えられる。ボーキサイトは酸化アルミニウムを主成分とし、風化するとラテライトとなる。ラテライトは農業に不向きな土壌として知られる。ミャンマーで真っ赤な土の畑が少ないのは、この土壌の栽培困難性によるものと推測される。地質図からもボーキサイトの存在が示唆されている。

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赤い川は土壌中の鉄分が水に溶け、鉄細菌の働きで水酸化鉄(Ⅲ)が生成されることで発生する。鉱山跡のズリ山に含まれる硫化鉱物が風化し硫酸を生成、土壌の鉄分を溶出させるケースもある。この硫酸は強い酸性で、周辺環境に悪影響を与える可能性があり、過去には鉱山からの硫酸流出で麓の産業が壊滅状態になった事例もある。質問者の畑付近にはマンガン鉱山跡が存在し、茶畑が広がっていることから、鉱山由来の酸性土壌が茶栽培に適した環境を提供している可能性が示唆される。赤い川周辺の植物には目立った生理障害は見られなかった。

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ベントナイト系肥料に含まれる鉄分がネギ栽培に十分かどうかを検証した結果、十分量以上であることがわかった。ベントナイトに含まれる黄鉄鉱の鉄含有量を0.2%と仮定し、200kg/反を施用すると400gの鉄が供給される。一方、ネギ1本(150g)あたりの鉄分含有量は1.8mgなので、50,000本植えた場合の持ち出し量は90gとなる。つまり、ベントナイト中の鉄分だけでネギの鉄分要求量を十分に満たせる。ただし、鉄分豊富な母岩地帯では、川の水から供給される鉄分も考慮し、過剰症に注意が必要となる。

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山の岩が土壌へと変化する過程は、風化と侵食という作用による。風化は、温度変化や水、生物の活動などによって岩が砕かれる現象である。これには、物理的な破砕だけでなく、化学的な分解も含まれる。侵食は、風や水、氷河などによって風化された岩片が運ばれる現象である。運ばれた岩片は堆積し、さらに風化や分解が進むことで、やがて土壌の母材となる。土壌生成には、母材に加えて、気候、生物活動、地形、時間といった要素が複雑に影響し合い、長い年月をかけて土壌は形成される。

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著者はホウ素欠乏対策としてホウ素を含む鉱物を探していた。宝石図鑑でトルマリン（鉄電気石）がホウ素を含むことを知り、自身が以前に天川村で見た黒い鉱物が鉄電気石ではないかと推測する。鉄電気石は花崗岩などに含まれ、ホウ素の供給源となる可能性があるため、畑の上流に花崗岩由来の母岩があればホウ素欠乏は起こりにくいと考えた。電気石には鉄電気石以外にも様々な種類があり、全てにホウ素が含まれている。

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米ぬかボカシは、米ぬかと水、糖蜜またはヨーグルトを混ぜて発酵させた肥料。米ぬかに含まれる栄養素を微生物の働きで植物が吸収しやすい形に変えることで、生育を促進する効果がある。 作り方は、米ぬか10kgに対し、水5リットル、糖蜜またはヨーグルト500gを混ぜ合わせ、発酵させる。温度管理が重要で、夏場は3日、冬場は1週間ほどで完成する。発酵中は毎日かき混ぜ、好気性菌の活動を促す。完成したボカシは、乾燥させて保存するか、すぐに畑に施用する。 米ぬかボカシは、窒素、リン酸、カリウムなどの主要栄養素に加え、微量要素やビタミン、アミノ酸なども豊富に含み、土壌改良効果も期待できる。

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グリーンタフは、緑色凝灰岩とも呼ばれる火山灰が堆積した凝灰岩で、土壌改良材として注目されている。多孔質で軽石を含むため、シラスに似た土壌を作ると考えられる。二酸化ケイ素を多く含み、微生物の増殖に適した環境を作るが、土壌への有効成分供給については更なる検証が必要である。重粘土質の土壌改良に有効とされるが、粗大有機物や木炭なども同様の効果を持つため、グリーンタフの採掘のしやすさが利点となる可能性がある。効果は二酸化ケイ素含有量に左右される。

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ベントナイトは火山灰が水中で変成した岩石で、モンモリロナイトなどの2:1型粘土鉱物を多く含む。吸水性、膨潤性、粘結性に優れ、農業や工業で幅広く利用される。成分分析によると、山形県月布産のベントナイトはスメクタイトが約半分、二酸化ケイ素などの無色鉱物が約1/3、残りはミネラルで構成される。構成ミネラルは元の火山灰に依存するため産地により変動する。ベントナイトは玄武岩質の火山灰だけでなく、他の火山灰からも形成されることがグリーンタフの観察から示唆されている。その高い粘土鉱物含有量から、農業利用での秀品率向上に貢献する可能性がある。

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五代松鍾乳洞付近の鉱山はスカルン鉱床で、鉄や黄水晶、灰鉄輝石が産出する。黄水晶は石英に角閃石が混じることで生成される。付近に花崗岩らしき石が多く見られ、閃緑岩の特徴である輝石や角閃石の存在、そして石の色合いから、当初花崗岩と思われた石は石英を多く含む閃緑岩であると推測される。この地域の深成岩は、花崗岩と記載される場合と石英閃緑岩と記載される場合がある。

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興福寺の国宝「華原磬（かげんけい）」の台座が、奈良県天川村洞川産の大理石を用いて復元された。華原磬は天平時代に製作された青銅製の磬で、かつては大理石の台座に載っていたが、明治期に紛失。今回、約1300年ぶりに台座が新調された。洞川産の大理石は、江戸時代から昭和初期にかけて採掘され、東大寺大仏殿の礎石などにも使用された良質な石材。今回の復元では、地元住民の協力により石材が確保され、伝統技術を用いて加工された。天平時代の技術と地元の歴史が融合した貴重な文化財が現代に蘇った。

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奈良県天川村洞川の鉄鉱山跡訪問に際し、近隣の面不動鍾乳洞を探検。モノレールで登った洞窟内は鍾乳石でいっぱいだった。鍾乳洞は石灰岩が二酸化炭素を含んだ雨水で溶かされ形成される。溶けた炭酸カルシウムは洞窟内で方解石として再結晶化し、鍾乳石となる。天川村洞川は石灰岩地帯であることが判明。この土地で鉄鉱山がどう形成されたのか、また、村内でよく見かける白い石の正体についても考察したい。

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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。

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肥料業者向け勉強会で、尿素と塩化カリウムの使用への抵抗感が話題になった。尿素は硫安の代替として窒素を供給するが、ガス発生への懸念がある。しかし、硫安は産廃である一方、尿素は天然物であるため、速効性窒素肥料として尿素が推奨される。塩化カリウムはカリウムを供給する天然鉱物で、土壌pHに影響を与えない。ただし、塩素イオンがECを高める可能性があるため、排水性とCECを高め、塩素イオンを流しやすい土壌環境を整備する必要がある。つまり、適切な土壌管理を行うことで、尿素と塩化カリウムは有効な肥料として活用できる。

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牛糞堆肥は土壌改良に有効とされるが、窒素過多による生育阻害、雑草種子混入、病害虫リスク、臭気問題などデメリットも多い。特に老朽化水田のような硫化鉄(II)を含む土壌では、牛糞堆肥の窒素により硫化水素が発生し、根腐れを引き起こす可能性がある。さらに、牛糞堆肥の分解過程で生成されるアンモニアは土壌pHを一時的に上昇させ、硫化水素発生を促進する。したがって、老朽化水田の改良には牛糞堆肥ではなく、腐植酸やミネラル豊富な堆肥を選択するべきである。

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「日本の石ころ標本箱」を参考に、栽培の成功/失敗と地質の関係を探る試み。成功地は酸性岩土壌、失敗地はチャート主体で規則性を持つ母岩だった。サンプル数は少ないが、地質を事前調査することで栽培適地の判断材料になると考えた。産総研の日本シームレス地質図を用いて、ミネラル欠乏がない地域は超塩基性岩/塩基性岩地帯、鉄過剰症の地域は塩基性岩地帯と判明。事例は少ないが、今後各地で地質と栽培結果を比較することで、より精度の高い事前予測が可能になると期待している。関連として海底火山の痕跡についても言及。

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知人は「師は向こうからやってくる」と言い、準備が整うと運命的に出会いが訪れると説く。それを実感する体験をした著者は、大陸の赤い土の写真を見たことがきっかけで、土壌への興味を抱く。福井の東尋坊訪問で、赤土が玄武岩の風化したものだと知り、土壌学の知識と繋がった。そこで、玄武岩を理解するため、兵庫県の玄武洞を訪れる。玄武洞は柱状節理の玄武岩の採掘場で、その岩石は亀の甲羅に似ていることから玄武と名付けられ、後に玄武岩の由来となった。著者は、赤土色の玄武岩の表面を見て、新たな発見の予感を感じている。