自然科学のとびら 第 13 巻 1 号 2007 年 3 月 15 日発行
かさま

砂と廃油で楽しむ火山づくり
はじめにともひろ

笠間友博 （学芸員）②火砕物とガスで本体とつながっていて、 陥没量はネジ

今年度当館は、 科学技術振興機構

火砕物 （火山灰） の材料もいろいろで調整します。 火口の下には前述の油（JST） の支援を受けて （平成 18 年度地

考えられますが、 身近にある土や砂をや細砂などを入れた容器を取り付けるネ域科学館連携支援事業）、 火山実験装乾燥させて使いました。 粒度の調整は、ジが切ってあります。 油は洗浄ビンのよう置を開発し、 博物館の周りの市や町を1mm 以上の粒子をふるいで取り除き、な柔軟性のある容器に入れて手で押し出

中心に小学校 6 年生～高校 3 年生まで

1/16mm 以下 （シルト以下） の細かい粒し、 細砂やシルトはペットボトルなどある

合計 7 校 （参加者約 720 人） で出前実子を取り除く場合は水で洗いました。 粒程度の剛性がある容器に入れました。

験授業を行いました。 今回はこの実験の子が細かくなるほど噴煙はリアルになりまご紹介です。

すが、 ほこりが立つようになり火山の成火山体の作製例長は遅くなります。 噴煙実験ではシルト、溶岩からなる火山では、 粘性の低い溶目標は 「箱根火山をつくろう」

火山体形成では 1/10mm 程度の細砂が岩ではつぶれたような形 （盾状火山）、火山の形は、 マグマの性質や噴火様最適でした。 市販品の珪砂では 8 号に粘性の高い溶岩では膨らんだような形式によって変化します。 これを子どもたあたります。 この細砂と食用油の間には（溶岩ドーム） になります。 これは火山ちが実験で体験しながら、 最終的には適度の濡れ特性があり、 はじかず、 しみ実験の定番とも言えますが、 この装置を具体的な火山のミニチュア作りまでたどり込まずで溶岩の流れは不自然になりませ使用して作った結果が図 2 と図 3 です。

つけないかと考え、 実験装置の開発にん。 この相性は重要で、 成層火山作製逆にほとんど火砕物からなる火砕丘と取り組みました。 当館は箱根火山の麓はこの実験装置が得意とする分野です。

呼ばれる火山もあります。 その作例が図に位置します。 地域の子どもたちが遠足

火砕物を噴出させるガスは市販のスプ4 です。 成層火山のようですが、 なだらで訪れているなじみ深い火山でもあることレー缶入りのガスを使用しました。 空気

かな裾野はなく、 火口に大きなすり鉢状から、 最終的な目標を箱根火山とし、 「箱ならただですが、 噴煙は大気との密度のくぼみがあります。 山の斜面はダンプ根火山をつくろう」 という実験授業のタイ関係で挙動が大きく変化することを実験カーの作る砂利山のように直線で、 そのトルを付けました。

で体験して欲しかったためです。 通常の傾斜が摩擦角 （安息角） を示します。

複雑な歴史をもつ箱根火山作製に挑

上空高く上がる噴煙の密度は大気より軽

図 4 では噴出した細砂が直線的な斜面

むため、 粘性の異なる溶岩の噴出、 火く、 これが大気より重くなると火砕流となを作っています。

砕物噴出 （降下火砕物、 火砕流）、 カります。 浮力ある噴煙用としてヘリウム、火砕丘を作る噴火と粘性の比較的低いルデラ形成などを 1 つの実験台で操作

火砕流を発生させる気体として二酸化炭溶岩を噴出する噴火を交互に繰り返すとができるようにする必要がありました。 こ素や代替フロンを使用しました。 実際に成層火山となります。 火口付近の細砂はれらの過程は、 初めて火山を扱う小学

火山を成長させる場合には、 火砕丘を油で固められ火口は小さくなり、 山麓に校 6 年生でも理解、操作が可能なように、つくるストロンボリ式噴火をイメージし、 ガは油が重なり裾野が発達します （図 5）。

ある程度単純化する必要がありましたが、スとしては量販店で扱っている OA 用品

できた火山をケーキのようにパレットナイ

他の火山にも広い汎用性がある装置が掃除用スプレー （成分は二酸化炭素あできたと思っています。

るいはフロン 152a） を使用しました。

噴出物の素材カルデラの作製ができる実験台①溶岩装置は図 1 のような一辺が 35cm のステ噴火させながら火山を成長させるには、ンレス製の台です。 堅牢性、 油冷却の流れ出た溶岩が固まる必要があります。

ための熱伝導率確保と汚れの落としやす

素材候補はたくさんありますが、 リサイクさで素材を選びました。 天板の中央に火ル品として着目したのが凝固処理剤を入口、 その周囲にカルデラ形成用の陥没れた廃食用油です。 油の種類や凝固剤円盤があり、 この円盤は蛇腹 （じゃばら）

図 2 盾状火山 （噴火回数 70 回）．の量で多少変化しますが、 凝固点は約55 度です。 これを約 60 度にして流す（この温度では低粘性の溶岩です） と 30 秒ほどで固まります。 温度管理が必要になるためオイルバスを用意し、 廃油は博物館のレストランや学校給食、 子どもたちの家から分けてもらいました。 油の粘性は温度 （約 60 度～約 55 度の間） で調整しました。

図 3 溶岩ドーム （噴火回数 1 回）．

図 1 実験装置．

4

自然科学のとびら 第 13 巻 1 号 2007 年 3 月 15 日発行

学校との連携授業

存し、 学年差はあまり出ませんでした。

実験装置は試作品を作り、 授業担当

子どもたちは溶岩 （油） 用に耐油手袋、の先生方に検討していただき、 可能な火砕物（細砂＋スプレー）用に軍手とゴー部分の修正をしました。 出前授業の時

グル、 防塵マスクと完全防備の状態で、間、 班編成、 作る火山の種類について始めは戸惑いがありますが、 要領を得るも、 個々の学校との打ち合わせで決めまと途端に火山体の成長は早くなり、 楽しした。

そうに隣の班と山の高さや美しさ、 断面

理科では事前の知識もある中での取りの様子を比べていました。

組みとなりましたが、 時期的にどの学校楽しさの後に待っている後片付けは、も集中しているので、 引き受けられる校皆さんのご想像のように大変です。 博物

フで切断すると美しい縞模様が観察でき数に限度があると感じました。 総合学習

館スタッフ対応を当初から考えていました

ます （図 6）。

はその点分散できますが、 基礎知識のが、 10 分程度の休み時間では終わりま

箱根火山は陥没円盤を操作して、 でない状態での取り組みになるケースもあせんので、 連続展開では装置の入れ替きた成層火山にカルデラを作ることから始るので 1 時間では短く感じました。 総合

えで対応しました。 廃油は燃えるゴミとしめます。 細砂だけならばすぐに陥没地学習＋理科という学校もあり、 実際の展て出し、 砂は可能な限り回収しました。

形ができますが、 固まった油があると物開時間は 20 分～半日とかなり幅があり装置は洗わずにトイレットペーパーでの性上自然には落ちません。 そこでパレッました。 20 分の場合は説明の時間も入拭き掃除だけにして、 分解し 2 台 1 組トナイフで上部を崩して落とし、 ついでにれると 10 数分なので、 粘土で火山体をの木製ケースに入れて運搬しました。

カルデラから相模湾に流れ出る早川の谷作って噴火実験だけを行いました。 半日

教育普及目的の実験は、 装置やプロも作製しました。 次にカルデラ内に新期の学校ではやはり立派な火山ができまし

グラムを作って終わりではなく、 時間を外輪山に相当する盾状火山を油で作り、た。 基本的に同じ火山は二度とできませ

かけて実践の中で工夫、 改良することがこの後の新期カルデラ形成は説明だけにんが、 噴火回数が多くなるほど溶岩流の重要だと思っています。 「箱根火山をつして、 最後に中央火口丘を細砂や粘性方向などの偏りもなくなり、 火山の形はくろう」 も実践の中で今後さらに進化させの高い油を使って作り完成です （図 7）。

整ってきますので、 できばえは時間に依て行きたいと思っています。

図 4 噴火中の火砕丘 （高校生作品）．

図 5 溶岩噴出中の成層火山 （小学生作品）．

図 7 完成した箱根火山 （小学生作品）．

図 6 成層火山断面 （小学生作品）．

図 8 箱根火山断面 （試作品検討会）．

5