ISSN 1882-5745 2017年 5月発行 隔月年6回発行 第10巻 第3号（通巻57号）

あかいし「四万十帯」という地層を知っていますか。日本列島の南岸に沿って赤石山脈

3サイエンス・インタビュー 科学のいま、そして未来から沖縄まで連なる、約1500 kmにも及ぶ帯状の大きな地層群です。四万十

日本列島の成り立ちを四万十帯の調査から解き明かす

帯には、ほかの多くの地層には見られない特徴があり、その成因は長く謎に

平 朝彦（海洋研究開発機構理事長）

6包まれていました。その謎を解明し、四万十帯がプレート境界でできる付加体（本文参照）であることを実証したのが平朝彦先生です。四万十帯の成因解【特集】日本の深海底に眠る鉱物資源を探せ！
ーふたたび日本を資源大国へ

明以後、日本各地の地層群の研究も進み、日本列島の大部分が付加体から成ると考えられるようになりました。平先生に、少年時代や学生時代のお話か[ 監修 ] 加藤 泰浩（東京大学大学院工学系研究科 教授）

6811131720ら最近のご研究内容についてまで、伺いました。

いま、なぜ海洋鉱物資源なのか？

加藤 泰浩（東京大学大学院工学系研究科 教授）■ 化石集めから始まった

地層・地質への興味

有用金属元素の宝庫、海底熱水鉱床を探す
中村 謙太郎（東京大学大学院工学系研究科 准教授）

人工熱水孔上にチムニーが急成長

ー海底熱水鉱床を養殖するするときに有用な金属元素を大量に堆積
野崎 達生（海洋研究開発機構 海底資源研究開発センター 資源成因研究グループ グループリーダー代理） するので、貴重な海底鉱物資源として注海底にある熱水鉱床は近年、熱水を噴出目されています。

303234

子どものころは、どのようなことに長のマネージメントとは異なります

興味がありましたか。

が、その類いのことを高校の時に始私が育った家の近くに、仙台と山形をせんざんめていたような気がします。

結ぶ仙山線が通っていて、線路沿いにはがけ

海洋研究開発機構理事長

平 朝彦

大学、大学院ではどのようなことをーマンガンクラストとマンガンノジュールの分布と成り立ち町田 嗣樹（海洋研究開発機構 次世代海洋資源調査技術研究開発プロジェクトチーム 特任技術研究員）

慣れない貝などの化石がたくさん出る地研究されたのですか。

層があったので、小学生のころから化石進学した東北大学では理学部地質第4の海底鉱物資源・レアアース泥の探査・成因研究の最前線をたくさん集めていました。父は東北大学古生物学教室に入りました。その学で日本史の教師をしていたのですが、ころは化石よりも、地層形成のメ父の隣の部屋が畑井小虎先生という化石カニズムに興味を惹 かれていましの研究者でした。それで私は父に勧めらた。卒業論文は新潟県の長岡市に近い山の先生と私の年齢差は 3 歳。米国プリンれ、畑井先生を訪ねていきました。畑井をフィールドにして、地質図をつくるのストン大学で若くしてドクターになった先生はアメリカから帰国したばかりで、が課題でした。当時の大学は自由奔放で、優秀な方でした。先輩・後輩のような関よく整頓された引き出しを開けると、見フィールドに真実があって机上に真実は係で、実験室から一緒につくるなど、とたこともない化石がたくさん入っていてないといった空気に満ちていました。でても勉強になりました。

圧倒されました。

すから、皆あまり授業には出ないで思い海底に広がる “ マンガンと鉄の黒い塊 ”

安川 和孝（東京大学大学院工学系研究科 助教）

はた い こ とら

標本の世界

弥生時代の英雄？ シャーマン？ 土井ヶ浜124号人骨の謎
日本の国立公園 第 1 回国立公園がもたらすもの 〜その歴史と役割〜

河野 通治（環境省自然環境局国立公園課課長補佐）執筆協力

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力して行っていました。現在の理事切り通しの崖がありました。そこには見大藪 由美子（土井ヶ浜遺跡・人類学ミュージアム学芸係長）

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り、合宿の手配…などもみんなで協

一方、そのころ松島湾（宮城県）で貝たいら あさひこ1970 年東北大学理学部地学第一学科卒業。1976 年米国テキサス大学大学院博士課程修了。Ph.D.。高知大学理学部助教授、東京大学海洋研究所教授、海洋研究開発機構地球深部探査センター長（初代）などを経て、2012 年より現職。地球深部探査船「ちきゅう」の運営および同船を用いた各種研究を統括するなど幅広い活動を行っている。日本学士院賞受賞。

ひ思いに研究をしていました。

■ 高知で「四万十帯」の親子で遊ぼう! 科学冒険隊＃57 簡易カイロと瞬間冷却パックで温度変化を体験しよう金子 茂（サイエンスライター / 元 板橋区立教育科学館館長）監修

塚が発掘されていて、父には、貝塚を掘っ卒業後は大学院に進むと決めた時、進たり出土したものを観察したりする現場学先をアメリカにしました。留学先は、留学を終えて日本に戻った後、色の世界 ー色の科学がおりなす景色ー 第 9 回にも何度も連れていってもらいました。

テキサス大学のダラス校です。新たな高知大学へ行かれるのですね。

地層を剥ぎ取りながら時間をさかのぼっキャンパスとしてオープンし、大学院生

5 年間のテキサスでの研究生活を終えて歴史が明らかになるスリル感が子どもを募集していたのです。しかし、いざ行って東北大学に戻りました。その直後、高心にもよくわかり、将来は地質学か考古てみると、野原に 1 棟だけ建物があって、知大学の甲藤次郎先生から声が掛かり、学の研究者になりたいなと漠然と思って最初の大学院生は私を含め 6 人しかいま1 年目は文理学部の助手、2年目からは新いました。

せん。そこで先生の補助をして奨学金を設された理学部の助教授として採用され高校ではヨット部に入ってヨットに夢もらいながら、地層の堆積メカニズムのることになりました。自分の研究室をも中でした。部品や道具の発注、ペンキ塗研究生活を始めることになりました。そつという夢がかない、さっそく実験室を温度によって色が変わるインクのしくみ
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は表紙写真
南鳥島南東部で発見されたマンガンノジュールの密集地帯。左下には単位面積あたりのマンガンノジュールの量を調べる「コデラート」とよばれる計測器の四角い枠が見えます。右上は調査を行った有人潜水調査船「しんかい 6500」です。

たいせき探求に情熱を傾ける

かっとう じ ろう

図3 付加体と四万十帯の形成メカニズム

付加体は、海洋プレートが海溝で大陸プレートの下に沈み込むときに、海洋かい ざん
プレートの上の堆積物や海 山 の一部が海底にたまった土砂とともに剥ぎ取られ、陸側に付け加えられたもの。
四万十帯は付加体の地層が隆起したもの。付加体では、古い地層の下に新しい地層が、できた順に下に押し込まれていく。さらに付加体が陸側に押しつけられる過程で、断層が起こったり、地層が傾いたりしていくうちに、堆積物が不規則に混じり合うメランジュも

図1 四万十帯の分布域と「メランジュ」

四万十帯のあちこちには、できた年代も場所も異なるさまざまな堆積物が混在する「メランジュ」とよばれる層が見られる（写真）。メランジュはフランス語で、かき混ぜるという意味。
写真：平朝彦図2 四万十帯から見つかった放散虫化石の走査型電子顕微鏡写真

形成される。こうしてできた地層が隆起して陸上で見られるのが四万十層。

フッ化水素で周囲の岩石を溶かし、放散虫の殻だけを取り出した。
『四万十帯の地質学と古生物学―甲藤次郎教授還暦記念論文集―』（平朝彦・田代正之編集、林野弘済会高知支部発行） Plate 23 を転載
写真：岡村眞レートが沈み込むときに、堆積物が剥ぎ大学大気海洋研究所）に移って南海トラ※5思うタイプでもあります。現在は理事長取られるのではないかという概念的なモフの研究を始めました。1990 年にはという立場で、サイエンスと技術がどの整えて、自作の水槽で水中を流れる乱泥さい」と言ってくださり、本腰を入れる

在の北極では、磁針の N 極は下を向き、デルはいくつか提示されていましたが、アメリカの深海掘削船「ジョイデス・レように一体化して進むべきか常に考えて流の研究を始めました。

ことになりました。高知に赴任してちょ

赤道では磁針が水平になり、南極では Nそれが陸上の露頭などでどのように見えゾリューション」号で、本格的な南海トいます。
「ちきゅう」で掘削をするとき

一方、甲藤先生は「四万十帯」の研究

うど 1 年ほど経ったころでした。

極は上を向きます。したがって岩石に記ているのかについては誰も示すことがでラフの掘削を行いましたが、船の性能にには、周囲の人たちだけでなく、広く国で有名でした。四万十帯とは、赤石山脈、四万十帯の謎を、どのような方法で録された残留磁気の水平面に対する角度きていませんでした。目の前にあるこの限界があってうまく掘れないのです。こ

民を納得させる最先端の課題を提示でき紀伊半島、四国、九州を経て南西諸島ま解き明かそうとされたのですか。

（伏角）がわかれば、その岩石が形成さ岩がプレートに載って3000 kmも移動しのころから、プレートが沈み込む場所のなければならないと思うのです。

ふっかくで伸びる帯状の地層群です。その大部分私は、2 つの目標を立てました。一つれた場所の緯度がわかります。岩石の水てきたのだと言った人は、私の前には誰

調査は、日本がリーダーシップをとらな「ちきゅう」は海底地質や地震断層などは、比較的単調な砂岩泥岩互層（タービは、四万十帯全域で、放散虫化石を用い平面は、地層の積み重なりの境界（層理もいなかったのです。ですから、四万十ければならないと思うようになりましにかかわる掘削を行ってきましたが、そダイト）から成りますが、地層の変形がた “ 地層の年代測定 ” です。放散虫は、面）が示しています。その結果、四国各帯の謎が解けてきたときには、こんなにた。日本の海洋学のリーダーだった奈須のなかで深海の堆積物中に生息する「地紀幸先生を中心に協力体制を広げ、多く下生命圏」の探求は、特に私の興味を惹の方々の努力が実り、2005 年に海洋研きました。今後の研究で、生命科学や地究開発機構の地球深部探査船「ちきゅう」

球科学は大きく変わると予感していまが竣 工しました。

す。その現場にいること自体にワクワク著しく、化石の産出が少なく地層のつな

けい さん

0. 2 〜 0.5 mm の珪 酸 質の殻をもつ微生※2

地の白亜紀の層では、枕状溶岩※3やそれがりを追跡するのに適した鍵となる層も物で、先カンブリア時代から現代に至るに挟まれる赤茶色の石灰岩見られないため、謎の地層群とされてきままでの広い範囲の地層から化石が発見

近で形成されたことがわかりました。一した。約1億3000 万年前の白亜紀以降のされます。形態が多様で種の入れ替わ方、砂岩泥岩互層は、北緯 30 度ぐらいは、赤道付楽しいことはないと感じる毎日でした。
■ 科学研究とマネージメントを両立させる地層群から成り、おおよそ北へ行くほどりが速いため、示準化石となります。のところで形成されたことがわかりまし

その後、海底の掘削に古い層が分布していることはわかってい四万十帯にも放散虫の化石が含まれていた。北緯 30 度というと、現在の高知県力を注がれることになるのですね。

ましたが、詳細な時代、堆積環境、地質たので、1 万個以上の岩石の試料を調べの緯度とほぼ同じです。

構造などは未解明でした（図1）。

ました。1 万個のうち放散虫が出る化石

そこで私は先生の論文などを読み始めは約 1 割、さらにそのなかで年代決定がたのですが、すっきりしません。先生に可能な放散虫化石は 2 割程度でしたが、そう伝えると、学生の野外実習を兼ね※1

な すのりゆきしゅんこう

船は、その運用も重要です。船を有効しています。に活用するため、所属を移り「ちきゅう」※ 1 示準化石…その化石が含まれる地層が堆積した地質年代四万十帯の研究は、海底のプレート上を運用する地球深部探査センター長にな※ 2 枕状溶岩…中央海嶺でプレートができる場所など、海底2つの調査から、どのようなことがで起こったことを、露頭の観察をもとにりました。科学の推進には、研究とマネー火山から玄武岩質のマグマが噴き出すときに固まってで明らかになったのですか。

イメージする過去のプロセスの復元でしジメントが必要で、一人が両方の役割を※ 3 赤茶色の石灰岩…石灰質の殻（ココリス、円石）をもつ

こうした測定結果を学生と地図に書きた。実際に海底を調べれば四万十帯で描担うこともありだと私は思います。私は※ 4 プレートテクトニクス…地震、火山などの地殻運動を、四国内で 200 余りの試料について、かな込んでいくうちに、四万十帯の全貌が明いていた概念が一つ一つ実証できるだろマネージメントが嫌いではないし、一人※ 5 南海トラフ…四国の南の海底にある水深 4000m 級のて四万十帯の見られる場所へ毎週のより精度よく年代を判定することができまらかになっていきました。5 年ぐらいかかうと考え、東京大学海洋研究所（現 東京でやるよりみんなでやった方が楽しいとうに連れていってくださいました。それした（図 2）。

りましたが、四万十帯の正体はプレートのぜんぼう

まで私は、水平に整然と堆積してできるもう一つは、古地磁気学を応用し、地沈み込みによる付加体であることがわか地層の研究をしていました。ところが、層が堆積した緯度を調べることです。火りました。すなわち、四万十帯は、中央四万十帯には、ぐじゃぐじゃになった地成岩や堆積岩には、過去の地磁気の状態海嶺でつくられたプレートが枕状溶岩や層（メランジュ）があちこちに見られるのが化石として保存されています。火成岩です。特に高知県の海岸で見られる地層は、マグマが冷えて固まるときに中に含は、堆積した当時の形状を成していませまれる磁性鉱物が、その時の地球磁場のられることによってできたのです（図3）。

ん。なぜ地層がこんな姿になるのか、私方向に磁化し、磁気の化石（残留磁気）

このころ、プレートテクトニクス※4 はにはまったく理解できません。甲藤先生をもつことになります。堆積岩では、磁基本的には確立されていましたが、海溝に、本格的に四万十帯の研究をしたいと性鉱物が堆積し固まるときに地球磁場ののようにプレートが沈み込むところで起申し出ると、「好きなようにやってみな方向に配列し残留磁気を保持します。現こっていることはほとんど謎でした。プ

かいれい

堆積物を載せながら長い距離を移動し、かいこう海溝で沈み込むときにその一部が剥ぎ取を示す化石。

きた溶岩。枕や俵を束ねたような形をしている。
い がい

植物プランクトンの遺骸から成る。

多くのプレートの動きによって統一的に説明する理論。

深い溝（トラフ）。ここでフィリピン海プレートがユーラシアプレートの下に沈み込んでいる。

自分が納得できるような生き方をしてほしい！
山や海に行って自然を観察したり、実験や測定をしたりすることだけがサイエンスではではありません。人間同士が出会いお互いを知ることによって、自分がどのように生きていくかを考えるのも、サイエンスに通じることだと思います。ですから、勉学やスポーツ、友達付き合いなども含め、自分が日々行っていることをしっかり見つめ、自分の行動や姿勢に納得できるような生き方をしてほしいです。そういうことがサイエンスのいちばんベースにあると私は感じています。われわれの周りには人間以外にも、動植物などの生物、鉱物や大気などの無生物など、森羅万象があります。それらすべてに対しても、いい加減に向き合わず、自分はどう思うか、どう考えるか、焦らずに納得しながら進んでいってください。

文・上浪春海 写真：岩橋仁子 図 1、3：カサネ・治