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この記事は、山形県の地形が、かつては海だったことを示す地質学的証拠を基に解説しています。
現在、内陸県である山形県ですが、1600万年前にはほとんどが海に沈んでおり、後の奥羽山脈と出羽山脈の出現に伴い、土砂が堆積し盆地が形成されました。その証拠として、新庄などの内陸部から海洋生物の化石が発見されています。
この記事では、山形県の地質を知ることで、さくらんぼ栽培などの農業に重要な土壌の理解を深めることができると論じています。かつて海だったという歴史は、土壌の性質を理解する上で重要な手がかりとなるのです。
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この記事は、東北地方、特に山形県に見られるグリーンタフについて解説しています。グリーンタフは、約2000万年前の日本海開裂時に、火山灰や土砂が海底に堆積し、それが熱水変質を受けて緑色になった凝灰岩です。東北地方は、かつて島々が点在する海域でしたが、火山活動と堆積によって陸地化しました。この記事では、グリーンタフの成因と、それが東北地方の地質に与えた影響について詳しく解説しています。また、関連情報として、緑泥石や青い石が出る園地とミカン栽培の関係についても触れています。
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宝塚周辺、特に六甲山麓は、風化した花崗岩質の土壌が広がっているため、水はけが良く保水性が低いという特徴を持つ。この土壌は、一般的に野菜栽培には不向きとされ、水や肥料を多く必要とする。しかし、逆に水はけの良さを活かし、水やりを控えることで根張りを良くする栽培方法も可能となる。
また、この地域は造園業が盛んで、庭石や石垣などに花崗岩が利用されている。これは、花崗岩が風化しやすく加工しやすいという特性を持つためである。さらに、六甲山系の豊富な森林資源も、造園業の発展に貢献している。このように、宝塚周辺の造園業は、地域の土壌や地形といった自然環境に深く結びついている。
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奈良公園の若草山山頂で赤い土が目立ち、その地質を調べたところ、1500万年前〜700万年前に噴火した火山の岩石（安山岩・玄武岩類）だとわかった。これは安山岩が風化したものと考えられる。
若草山の赤い土は、日本列島が形成された頃の火山活動の名残である。奈良には二上山、曽爾高原、若草山など、かつて火山だった場所が点在している。夜久野高原の宝山でも同様の赤い土が見られ、火山活動と関連があると推測される。
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曽爾高原の土壌を理解するため、地形に着目する。曽爾高原は室生火山群に属し、倶留尊山や屏風岩といった柱状節理が見られる。屏風岩は流紋岩質溶結凝灰岩で、倶留尊山も同様の組成と推測される。つまり、ススキが生える土壌は流紋岩質岩石の影響を受けている可能性が高い。さらに、曽爾村の地質は花崗岩や片麻岩を基盤に、室生火山群の溶岩・火山灰が堆積し、浸食によって深い谷が形成された。しかし、曽爾高原の独特な地形の成因は未解明である。
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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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福井県勝山市の恐竜渓谷ふくい勝山ジオパークは、日本最大の恐竜博物館を拠点とし、多くの恐竜化石が発掘されている。勝山市は日本最古の地質帯である飛騨帯に位置し、大陸から分離する前の地層から恐竜化石が発見された。これは、かつて日本に恐竜が生息していなかったという定説を覆す大きな発見であった。ジオパーク内では、中生代の恐竜化石だけでなく、新生代の火山活動や九頭竜川の浸食による地形も観察でき、多様な地質学的特徴を学ぶことができる。
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齋藤亮子氏による電子書籍第3巻「地質と栽培」が発刊。夫である齋藤氏が受け取った一通のメールをきっかけに、福井県への旅、そして各地の地質や岩石探訪が始まった。東尋坊の柱状節理、赤土、火山灰、フォッサマグナなど、多様な土地を巡り、土壌と地質の関係を探求する旅の記録をまとめたもの。岩石を知ることは土を知ること、ひいては栽培の土台を知ることになるという気づきから、一見無関係に思える地質や日本の成り立ちまでも探求対象となる。52記事、約267ページの内容には、著者の旅の思い出も深く織り込まれている。栽培への直接的な結びつきは不明瞭ながらも、一見関係ない事を知ることで得られる情報の重要性を説く。
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温泉の成分が植物の生育に影響を与える可能性に着目し、温泉の成因を探る筆者は、従来の火山性・非火山性(深層地下水型)の温泉理論では、有馬温泉のような高塩濃度温泉を説明できないことに言及する。 地熱による地下鉱物の溶解や放射性鉱物の崩壊熱など、温泉の熱源と成分の関係に触れつつ、飛騨小坂の炭酸冷泉や良質な米との関連性を考察する。そして、既存の理論では説明がつかない有馬温泉の成因解明に、プレートテクトニクス理論の登場が大きな役割を果たすことを示唆し、更なる探求へと繋げる。
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飛騨小坂の炭酸冷泉は、御嶽山の噴火による溶岩流でできた場所に湧き、高い炭酸含有量を誇る飲用可能な鉱泉です。サイダーのような発泡と、鉄由来の独特の血のような味が特徴で、慢性消化器病などに効能があります。成分は含鉄(Ⅱ)-ナトリウム-炭酸水素塩、塩化物冷鉱泉。火山由来の二酸化炭素と重炭酸塩を多く含み、重曹の成分も含まれています。湧水には鉄が多く含まれ、空気に触れて酸化し、周辺は赤い川となっています。
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日本の火山の形成は、プレートの沈み込みに関係している。海溝からの距離に規則性があり、南海トラフのような海溝に沿って火山が分布する。兵庫、鳥取、島根などにも火山が存在し、京都夜久野高原の宝山も南海トラフの影響を受けた火山と考えられる。
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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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滋賀県にある白鬚神社は、琵琶湖畔の鳥居と道路を挟んで反対側にある本殿が特徴。本殿近くの山道を登ると、巨岩の磐座が祀られている。この巨岩は人が運ぶには困難な場所にあり、周囲の風化とは対照的に残っていることから、神秘的な意味を感じさせる。地質図によると、この巨岩は日本がユーラシア大陸と繋がっていた時代に形成された花崗岩質の深成岩である。
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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。