（様式３）新潟大学災害・復興科学研究所
共同研究報告書

巨大地質災害イベントによる土砂生産と運搬の評価
研究代表者氏名
研究分担者氏名

田村 亨 1）
片岡 香子 2）

1）産業技術総合研究所地質調査総合センター 2）新潟大学災害・復興科学研究所

研究要旨
火山噴火や巨大地震により河川流域では大量の土砂が生まれ，土石流などの災害や下流域での大量の土砂堆積が発生しうる．そうした土砂の実態は長期的な流域の管理や防災に重要な情報である．東北地
方の海岸の多くには浜堤地形が発達するが，その形成時期が同時に見えることから，過去の巨大地震に伴う土砂の急増と結びつける仮説が提唱されている．しかし，浜堤地形の編年の精度が低いためこの仮説は十分に検証されていない．本研究は，秋田平野の浜堤群において光ルミネッセンス（OSL）年代測定により形成時期を明らかにし，仮説の検証を試みた．浜堤群 I と II の各 2 地点におけるオーガー掘削から得た 7 点の試料から，3700〜6000 年前の年代を得た．これらの年代は，仙台平野の浜堤群 I と IIの年代よりも有意に古く，少なくとも秋田と仙台の間には浜堤群の同時性が成立しない．今後はより若い浜堤群 III の年代を検討するとともに，火山活動との関連も検討する．

Ａ．目的

東北地方の浜堤が日本海溝での巨大地震による本研究の目的は，山地から海岸への長期的な土斜面崩壊で増加した河川土砂の堆積を反映して砂運搬の増減に，巨大地震や火山噴火といった低いるという仮説を提唱した．本研究は，この仮説

頻度の地質災害の発生が有意に寄与してきたのの根拠の一部である秋田平野の浜堤を，光ルミネかどうかを検証することである．このために秋田ッセンス（OSL）年代測定によって高精度で編年す

平野の浜堤地形を研究対象とする．浜堤は，海岸ることにより，仮説の妥当性を検討し，災害イベに供給された土砂の堆積で海岸線が海側に前進

ントによる土砂輸送が下流域に与える中・長期的し，結果として海岸砂丘などの高まりが内陸に取影響を評価する．

り残されてできる放棄地形である．その形成年代を正確に決定すれば，過去の海岸線の前進速度やＢ．研究方法

土砂供給量の変化を復元できる（Tamura, 2012,

本研究は，秋田平野をフィールドに地形・地質

Earth-Science Reviews）．日本の海岸平野の浜堤学的解析と OSL 年代測定を駆使する．秋田平野では，三位（1966, 第四紀研究）により 3 つの浜堤は明瞭に 3 つの浜堤群（陸側より I〜III）が識別群に分ける見方が提唱され，地域間での浜堤群のされ，各浜堤群はいくつかの浜堤から構成される．

同時性が仮定された．この見方は東北地方の仙台，浜堤の年代を陸側から海側へ順に決定すること

石巻，秋田といった浜堤平野でも踏襲されてきたで，秋田海岸での土砂堆積が巨大地震後のある時14が，実際の浜堤の編年は遺跡の分布や少数の C 年期に集中して間欠的に発生したのか，そうではな代測定によるもので精度が低い（田村, 2018, 第いのかを確認することができる．

四紀研究）．Goff and Sugawara (2014, Marine

今年度は，1) 事前準備，2) 現地調査と堆積物

Geology)は，こうした脆弱な編年に依拠した上で，試料の採取，3) 採取試料の室内分析，を行なった．

事前準備では，地図と国土地理院の 5 m 数値標
高図を QGIS にコンパイルして地形分類を行ない，掘削地点を選定した．

km，AKT-4 が 1.4 km である．また掘削点の標高は，+5.5〜6.5 m である．
採取した 7 試料全てから，明瞭な IRSL 信号と現地調査は，2023 年 11 月 8 日と 9 日に行なっpIRIR 信号が得られた．IRSL の蓄積線量は，6.7〜た．掘削は浜堤群 I と II からそれぞれ 2 地点を10.7 Gy，pIRIR の蓄積線量は，8.6〜14.6 Gy と選定しハンドオーガーを用いた．掘削地点は陸側なった．フェーディング率を表す g2days 値の平均より，AKT-1〜4 とする．AKT-1〜3 では 2 層準，は，IRSL で 5.95±0.90 %/decade，pIRIR で 0.71

AKT-4 では 1 層準においてハンドオーガーの先端±0.04 %/decade となった．年間線量は，2.42〜をステンレス製のチューブに交換してハンマー

2.80 Gy/ka と算出された．

で打ち込み，OSL 年代測定用の遮光試料を採取し未補正年代は，IRSL で 2.8±0.2 ka から 4.2±た．掘削地点の標高は RTK-VRS-GPS により測定し0.3 ka，pIRIR で 3.5±0.2 ka から 5.7±0.4 kaた．となった．これにフェーディング補正をかけて得採取した遮光試料は，産業技術総合研究所ルミ

た補正年代は，IRSL の方が不安定な（フェーディネッセンス年代測定室の暗室で調整し，砂サイズング率が高い）ために補正幅が大きく，
IRSL で 4.5のカリ長石を分離した．分離したカリ長石につい±0.3 ka から 6.9±0.5 ka，pIRIR で 3.7±0.2 kaて，Risø Automated OSL/TL Reader を用いて post-から 6.0±0.5 ka となった．多くの試料で 2 つのInfrared Infrared Stimulated Luminescence

年代値は誤差の範囲で一致するものの，全体とし（pIRIR）法により蓄積線量とフェーディング率て IRSL 年代の方が古くなる結果となった．g2daysを算出した．pIRIR 法では通常 50ºC で測定する値が 6 %/decade と高く見積もられたため，IRSLInfrared Stimulated Luminescence（IRSL）信号

年代が過大に補正されていると考えられる．このと，その後に昇温して測定する pIRIR 信号の 2 つため，ここでは議論に補正 pIRIR 年代を用いる．

について，それぞれ蓄積線量とフェーディング率得られた補正 pIRIR 年代は，各地点で層序と矛が求められる．これらの値が両者で異なる理由は，盾せず，また海側の地点ほど若くなり海岸線の前主に安定性（フェーディング）が異なることと太進とともに浜堤が形成されていったことに整合

陽光による信号がリセットされる速度が異なるする．浜堤群 I の AKT-1 と AKT-2 での 4 試料でことである．また，pIRIR 法では複数のプレヒー5.0±0.3 ka から 6.0±0.5 ka，浜堤群 II の陸側

ト温度と pIRIR の測定温度を試して，試料の特性

端の AKT-3 で 4.0±0.3 ka と 4.2±0.3 ka，浜堤に応じた最適な条件を求めることができる．ここ群 II の中央部の AKT-4 で 3.7±0.2 ka の年代がでは，プレヒート温度を pIRIR 測定温度よりもそれぞれ得られた．

30ºC 高く設定した上で，130ºC から 200ºC まで，10ºC 刻みでテストを行い，150ºC の測定温度を選定した．

Ｄ．考察
今回秋田平野の浜堤から得られた 7 点の補正

遮光試料の一部には，含水率測定と，質量分析

pIRIR 年代は，相対海面が現在とほぼ同じ水準に器による放射性核種の定量分析を行った．定量分達した 6 ka 以降に標高 5〜10 m 程度の砂丘を伴析は，日鉄鋼コンサルタンツに依頼した．これら

う砂質の海岸線が，土砂の堆積により前進してきの結果を総合して年間線量を算出した．

たことを示す．ただしその前進速度は一定ではな

IRSL と pIRIR の 2 つの信号から得たそれぞれ

い．3.7±0.2 ka の年代が得られた AKT-4 の地点の蓄積線量を年間線量で除すことにより未補正

は，浜堤平野の陸側端と海岸線との間を 6:4 で内の年代を得た．また，フェーディング率を考慮す分する点にある．6000 年間のうち最初の 2300 年

ることにより補正年代を得た．

間に平野の 6 割が形成されたことになり，初期に前進速度がより大きかったことが示唆される．浜Ｃ．結果

堤の標高は最も若い浜堤群 III で大きくなる傾向

掘削地点は，秋田平野中部の海岸線に直交方向にあるが，他の海岸でも知られるように，海岸線の側線上に並び，海岸線からの距離は AKT-1 が 3.2の前進速度が鈍ることで海岸がより長期にわたって風にさらされ，風成砂の堆積が進んだ可能性が考えられる．
得られた浜堤群 I および II の補正 pIRIR 年代と仙台平野の浜堤群 I および II の年代を比較すると，どちらも秋田平野の方が 1000 年以上古い．
このことから浜堤群の形成と巨大地震を結びつける仮説の根拠となっていた東北地方での浜堤群の同時性は，秋田平野と仙台平野との間には成り立たないと考えられる．今後の課題は，秋田平野での浜堤群 III から，また浜堤群 II からの追加の試料を採取して年代測定を行うことで，より新しい時代の検討と，浜堤群の編年を完成させることである．その上で，地震だけでなく鳥海山など近隣の火山噴火との関連についても検討していく．
Ｅ．結論
東北地方で提唱されている巨大地震の発生による土砂量の増加と浜堤群とを結びつける仮説について，秋田平野の浜堤群の OSL 年代測定を通して検証を試みた．浜堤群 I および II ともに仙台平野よりも 1000 年以上古い結果となり，少なくとも両地域の間には，仮説の根拠となってきた浜堤群の同時性は成り立たない．今後は，より若い浜堤群 III での調査と分析を進めて秋田平野の完新世における浜堤群の編年を完成させるとともに，火山噴火との関連についても検討していく．
Ｆ．研究発表1.論文発表(掲載誌名･巻号･頁･発行年を記入し，2.学会発表（学会名・発表年月・開催地なども記入）
Ｇ．知的財産権の出願・登録状況（予定を含む）
1.特許取得
2.実用新案登録
3.その他