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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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大阪に引っ越してきた著者は、大阪市立自然史博物館の「大阪の地質 見どころガイド」を参考に、高槻の原大橋付近を訪れた。そこは超丹波帯・丹波帯のメランジュとして紹介されている。丹波帯は大阪北摂や京都、滋賀を含む地域で、超丹波帯はその上位にあたる。 原大橋付近では、泥岩の中に砂岩のブロックが混在する様子が観察でき、これはジュラ紀に形成されたメランジュと考えられている。 著者は以前訪れた摂津峡と本山寺周辺も、ガイドブックで紹介された地質スポットであることに触れている。
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ペルム紀末から三畳紀初期にかけて、海洋無酸素事変と呼ばれる現象が起きた。石炭紀に大気中の酸素濃度が上昇したが、リグニン分解生物の出現で酸素濃度は低下したものの、石炭の埋蔵により地球全体では酸素は多かったはずだった。しかし、活発な火山活動により、メタンハイドレートを含む堆積岩が溶解し、大量の炭素が放出。地球全体で酸素濃度が急減し、二酸化炭素濃度が急増した。結果、大型単弓類は絶滅したが、酸素利用効率の良い小型爬虫類は生き延び、後の恐竜繁栄に繋がる可能性を秘めていた。この火山活動とメタンハイドレートの関係は、日本科学未来館のdeep scienceでも解説されている。
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有馬温泉は、プレートテクトニクスにより海洋プレートが陸のプレート下に沈み込む際に、海水も一緒に地下深くへ引きずり込まれることで形成される「化石海水型」温泉。地下深くで熱せられた海水は「亜臨界」流体となり、石英流紋岩脈に沿って上昇し、様々な成分を溶かし込みながら湧出する。海から遠い山間部に高濃度の塩分を含む温泉が存在するのは、この壮大な地質学的メカニズムによるもので、「化石」の名は、それが非常に長い時間をかけて形成されたことを示唆している。
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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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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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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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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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城ヶ島はフィリピン海プレートと北アメリカプレートの境界、相模トラフ上に位置する隆起した島。火山活動と地震の影響を受けており、特徴的な砂岩凝灰岩互層が見られる。これは海底で砂の堆積と火山灰の堆積が繰り返されて形成された層が、地震の影響で隆起し、傾斜した状態で露出しているもの。しかし、なぜ垂直方向に傾斜しているのかは記事内で説明されておらず、更なる調査が必要とされている。
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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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ヤンゴンで長粒米を食べた著者は、日本米との味の違いに驚き、その原因を考察する。パサパサした食感の長粒米は単体では美味しくなく、チャーハンなどに向いている。日本米との味の違いは品種だけでなく、土壌や水質も影響すると推測。蛇紋岩米や小滝米の例を挙げ、日本の複雑な地形が生む水質の多様性が米の味に影響を与えているのではないかと考察。過去の経験から、長粒米でも栽培地によって味が異なることを実感し、今後の出会いに期待を寄せている。
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ボーキサイトは、酸化アルミニウムを主成分とする鉱物で、ラテライトという土壌が岩化したものである。ギブス石など複数の鉱物の混合物であり、水酸化アルミニウムを含むため、土壌pHによっては水に溶け出す。溶出したアルミニウムは植物の生育に悪影響を与えるが、土壌中の珪酸と結合し白色粘土となる。ヤンゴンの赤い土に白いものが多く見られたのは、ボーキサイト由来のアルミニウムと珪酸の反応による可能性がある。ボーキサイトの多い花崗岩地帯は宝石の産地となる一方、アルミニウム溶脱の影響で農業には適さない可能性がある。
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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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この記事は、徳島の名水周辺の地質である三波川変成帯について解説しています。三波川変成帯は低温高圧型変成帯であり、これはプレートの沈み込みによって形成される広域変成岩の一種です。海洋プレートが陸のプレートの下に沈み込む際、高圧環境が生じ、海洋プレート上の堆積岩が変成岩へと変化します。三波川変成帯の岩石はこのような過程で形成されたとされています。ただし、単純なプレート沈み込みモデルでは説明できない複雑な形成過程があることも示唆されています。最後に、関連するスカルン鉱床の記事へのリンクが紹介されています。