立山カルデラ研究紀要第７号、pp.23-30（2006）

富山県立山地域における雪氷の構造の地中レーダ探査法による研究−内蔵助雪渓での調査を中心として−酒井 英男１）、浦泰宏１）、中埜 貴元１）、岸田徹１）、飯田肇２）、室井 克則２）た結果を紹介する。探査は、Noggin pulseを使用し、１. はじめに地中レーダ探査（GPR：Ground Penetrating

250MHzの周波数帯のアンテナを用いて実施した。探Radar）は、土木、地球科学、考古学など様々な分野

査結果は一般に、図の下図の様なプロファイルとしてで利用されている。氷、水と空気が構成要素である雪表される。プロファイルは、鉛直面（反射物）からの氷は、大地よりも電磁波伝播の理論が適用し易く、地レーダ波反射の断面図を表しており、横軸に測線距離

中レーダ探査法は、雪氷学の分野においても有効な調を取り、縦軸に走時と深度を取った図において結果が査手段である。南極では、雪上車等に搭載された機器示される。対象物の深度は、現地でレーダ波の伝播を用いて、厚い氷体の調査が実施されている。また、速度を見積もって利用するが、今回はそのための通常数mの積雪層の調査でも、探査の有用性は確かめられのCMP探査が行えなかったので、幾つかのプロファている（酒井ほか, 1999a）。

イルに現れた双曲線上のパターンラインの解析から求我々は、地中レーダ探査法を用いて、富山県立山地域における積雪状況を継続して調査して行っている。

めた伝搬速度0.163m/nsを利用した（Moldoveanu−
Constantinescu and Stewart, 2004）。

本稿では、最初に、立山 雪の大谷 地域において雪

図１には、 雪の大谷で最も積雪が深い領域をの壁の積雪構造を調査した結果を報告する。続いて、終点とする測線を設定して調査した結果を示してい立山の内蔵助雪渓を対象として、雪渓の内部構造を調る。横軸は最大積雪の領域に向かった距離となってい査した結果を概説する。なお、内蔵助雪渓の調査につる。図を見ると、左側の起点から積雪最深部の地点まいては、Sakai et al. （2006）でも報告している。

でに氷板を示す強い反応の領域が連続して存在しており、また、氷板の層は積雪が深くなるにつれて層数が多くなっていることが読みとれる。これは本来、氷２. 立山の雪の大谷における調査
観光地として有名な 雪の大谷 の地域は、４月で板層の数は多いが、起点付近では、各氷板層の間隔がも15−20mの積雪があり、山岳地の積雪量の研究に狭いために１つの層に見えており、積雪深の深い地域おいても重要な地域となっている。飯田らによる予察において本来の５層が検出できたものと考えられる。

的な研究によれば、近傍の 室堂平 地域と異なり、５層の氷板は、室堂平の探査で認めた氷板とも対応付

雪の大谷 地域の積雪量は降雪量に比例せず、場所けが可能である。そして、図に示される様な各氷板層により積雪量にはかなりの差があるとの特徴が示唆さに挟まれた積雪は、氷板形成時期の間の期間に、降雪れている。そして、その理由として、 雪の大谷 のと吹き溜まりの影響により積もった積雪を表している

地域は傾斜地であり、さらに吹き溜まりの影響があると解釈できる。この様にして、地中レーダ探査の非破ためと考えられている。我々は、この 雪の大谷 地壊調査により、 雪の大谷域において、厚い積雪層の内部構造が融雪期の４−５その変動を見積もることが可能となる。その結果は、月の期間でどの様に変化するかについて、室堂平にお立山山岳地域における積雪量の評価の上でも考慮すける積雪構造との比較も加えながら数年来調査を行っべき重要な情報となるので、現在も研究と検討を続けている。一例として、図１に示す平成16年５月に行っている。

１）富山大学理学部地球科学科、２）立山カルデラ砂防博物館− 23 −

地域に積もった積雪量と酒井英男、浦泰宏、中埜貴元、岸田徹、飯田肇、室井克則

富山県立山地域における雪氷の構造の地中レーダ探査法による研究−内蔵助雪渓での調査を中心として−融雪量とほぼ一致する。主体部は、融雪期末期（９〜Yoshida, 1987）により試みられ、また1998年には酒井

３−１. 探査の概要

内蔵助雪渓は、北アルプス・立山山麓の、富士ノ折10月）でも、稜線付近からターミナルモレーン付近ま他 （1999a, 1999b）により、行われた。これらの探査

探査にはNoggin pulse装置（アンテナ周波数：立（標高2999m）と真砂岳（標高2861m）を結ぶ稜線で広がり、越年する氷体としても国内最大級の規模

では、周波数が100−140MHzのアンテナが使用され250MHz）を用いた。図２には、探査範囲、測線およ東斜面の内蔵助カール内に位置する日本有数の越年である。内蔵助雪渓の氷体の調査は、数年に一度のて、雪渓の底部の構造や礫層の存在などが明らかにび探査風景を示している。探査の範囲は、過去のボー性雪渓である（標高2800m, 36°35'N, 137°37'E；図割合で融雪期末期の雪渓表面に出現する融解水の流なっている。本稿では、内蔵助雪渓の更に詳細な構造

リング調査（飯田ほか、1990）を参照して、雪渓の最２）。雪渓は、最終氷期に形成されたカールであり、入口である縦穴を利用して行われてきた（Yoshida etを探る目的で2004年９月に高周波数のアンテナを用い深部と推測される領域に50m×50mの範囲として設け数年に一度の割合でフィルンが融けた時に、氷河甌穴

al., 1983；飯田ほか, 1990）。しかし、縦穴を内部からて行った地中レーダ探査による研究結果を報告する。

た。その範囲において、測線間隔１m、測点間隔５cm性の縦穴が出現する。縦穴から採取された氷体に挟調査するには労力と時間が必要な上、調査範囲も限在した植物片の14C年代測定により、内蔵助雪渓は古られた。また、通常のトレンチ調査法では、大規模な墳時代（約1700年前）まで遡ると推定され、日本最古雪渓の特性を系統的に研究することは難しいことかの化石氷体と評価されている（中村, 1990）。

ら、非破壊で雪渓を調査する物理探査の利用が望ま

３. 立山蔵助雪渓における調査

立山連峰の雪渓としても重要な研究対象である内れてきた。内蔵助雪渓においては、地中レーダ探査

蔵助雪渓では、冬季の積雪量は10mを超え、夏季のは、1983年に山本等（山本他, 1986；Yamamoto and

図１ 雪の大谷の最大積雪深の領域までを範囲とする測線での探査。
探査の様子（上）と探査結果のプロファイル（下）− 24 −

図２ 内蔵助雪渓の位置。左上の地図中の破線の四角は探査範囲を示しており、右上には本稿で説明する探査測線の位置も載せている。写真は、探査範囲と探査の様子を示している。
− 25 −

酒井英男、浦泰宏、中埜貴元、岸田で地中レーダ探査を実施した。

徹、飯田肇、室井克則

富山県立山地域における雪氷の構造の地中レーダ探査法による研究−内蔵助雪渓での調査を中心として−急傾斜した反射面となっている。似た様な急傾斜の反各測線で得た探査結果は、プロファイルとして表射面は、東側の測線40までの各測線のプロファイルでした。次節で、図１の４本の測線におけるプロファイも認められた。しかし、より東側への測線では、傾斜ルを説明する。それらは、探査範囲の西側に位置するする反射面の傾度は徐々に緩やかとなり、測線45のプ

測線14、中央部付近の測線25および、東側の測線45

ロファイルで検討すると、西側の測線と同程度の傾斜から得られた結果である。測線14は、設定した探査範となった。西側の領域以外の測線では、不連続面の深囲を越えて、90m長の測線となっている。探査結果に度は５−７mと安定している。東側の測線45におけるついては更に、全測線のプロファイルを総合して一連

不連続面の深度は西側および中央部での深度に比べの反射強度の平面図として解析し、幾つかの深度にて浅く、より東側の測線では更に不連続面の深度は浅おける平面図（タイムスライス図）も作成し検討した

くなり、測線50では約３mとなっていた。

（amplitude time-slice maps; Conveys and Goodman,1997）。

幾つかの測線においては、例えば測線25の距離20−25mの範囲で見られる様に、不連続面はかなり強い反射を示した。この面には、おそらくカールの壁からの落石や運ばれてきた岩屑が礫として集中している

３−２. 測線14における探査結果
図３の上には、測線14におけるプロファイルを表しのではないかと考えられる。つまり、雪渓の表層が露ており、顕著な反射部分には層を示す線を記入した。

出していた当時に、落石や岩屑がその表層に蓄積され深度５m付近に認めた境界Cは、測線の近傍にある縦たと考えられる。その場合、不連続面はかなりの長期穴の調査において、飯田ほか（1990）により認めらにわたって、露出していたと推察される。測線25のプれた越年性雪渓と化石氷体の間の不連続面に一致す

ロファイルでは、氷体中に傾斜する幾つかの反射面がる。不連続面周囲の礫混じり層が明確なレーダ反射を存在しており、同様な反射面は他の測線にも現れてい示したと考えられる。

る。これらは傾斜した礫混じり層を示しており、現在越年性雪渓の領域では、層Aと層Bと記している、ほや不連続面の形成当時とは異なる、例えば氷河の様なぼ同深度に位置する強い反射の層が認められる。探査環境下で形成された可能性が考えられる。この様に、結果の解析において、反射強度のGAIN等の条件を変

氷体中の傾斜する反射面の構造や分布を地中レーダえて改めて検討した結果、二つの層は連続する層と判探査により調べることは、堆積環境と関連した古気候明した。この層は、数年間の間に、各年の融解によりの研究にもつながる。

集中・蓄積した汚れ氷の層ではないかと考えられる。
氷体の底部についてみると、雪渓下部の面は全体としてボール（U字）の形状を示している。距離0−40m

３−４. 内蔵助雪渓における過去のGPRによる研究との比較に認められる傾斜する反射面は、氷体の底とその下部図３の下には、1983年の探査によるプロファイルの領域との境界を示している。地形的な特徴から、下1983（山本ほか, 1986）を示している。本研究の測部領域はプロテラス・ランパートに対応づけられる。

線14とほぼ同じ範囲を南北に走った測線での結果また、測線北側の距離70−85mにおける傾斜する反射である。使用アンテナは、プロファイル1983では、面は氷体とカール（圏谷）との境界と考えられ、測線140MHzの周波数帯が用いられ、測線14のプロファイ中央部では、雪渓は最も深く約25mに達している。プル（プロファイル2004と名付ける）では250MHzの周ロファイルには、不連続面と底面の間の氷体に５つの波数帯を使用した。プロファイル2004は不連続面と礫強い反射層（D, E, F, G, H）が認められるが、これら層をより明確に示していることから、数10mの雪渓のは礫混じり層と考えられる。

内部構造の調査には、250MHzアンテナの方がより効果的と考えられる。２つのプロファイルはほぼ似た反射パターンを示しているが、氷体と下部の領域との境

３−３. 他の測線におけるGPRプロファイル
図３に示している中央部の測線25で得たプロファイ界の形状には違いが認められる。各プロファイルにおルでは、測線14や西側のプロファイルとは異なり、氷いて、測線の位置は測量により設定されている。2本体とプロテラス・ランパートの境界は、北側へかなりの測線は似た範囲にあるものの、厳密には同じではな− 26 −

図３ 上の図は、測線14におけるプロファイルを示す。中の図は、測線25と測線45におけるプロファイルである。下の図は、1983年に測線14とほぼ同じ測線で得られた探査プロファイル（山本ほか, 1986）を示している。

− 27 −

酒井英男、浦泰宏、中埜貴元、岸田徹、飯田く、測線位置の僅かな違いが境界の形状の現れ方に影響したのではないかと考えている。

肇、室井克則以上のことを考慮して、GPR探査の結果は、最近の富山県立山地域における雪氷の構造の地中レーダ探査法による研究を示すものになる。

−内蔵助雪渓での調査を中心として−との境界を表していた。氷体は、最深部では約20mあ20年間において越年性雪渓の厚さが縮小しているこ

図4では、16m深度までの範囲における6枚のタイムプロファイル1983とプロファイル2004を比較するとを示していると判断する。これに関連して、飯田他

スライス図を示しており、相対的な反射強度の強弱はと、越年性雪渓の厚さは縮小していることが推定され（準備中）は、越年性雪渓の表層の範囲もこの20年間色で分けている。表層から深度1.85mまでの図では、測線14で得たGPRプロファイルを、同範囲においてる。これについて、さらに考察を進める。2004年の探で縮小していることを示唆している。

全体として強い反射が見られるが、これは、表層の雪山本ほか（1986）が1983年に得たプロファイルと比較による反射である。図中の小円は、強い反射の領域をした。本研究から推定された雪渓の最大深度は、1983示している。この領域は雪渓の内部構造の調査が行わ年時の最大深度より浅く、特に越年性雪渓の厚さが減れた縦穴Jの位置に対応する（飯田ほか, 1990）。

少している。つまり、GPRの研究から、最近、雪渓が査による測線14のプロファイルについては、近傍の測り、内部には礫混じり層を示す５つの強い反射層が認められた。

線のプロファイルもほぼ同深度で越年性雪渓を示して３−５. レーダ波の反射強度についての平面分布解析おり、測線の周囲の不連続面はほぼ水平であると言え探査範囲で得た51本のGPRプロファイルを総合しる。つまり、プロファイル2004における越年性雪渓のて、反射強度の平面分布解析図（強度のタイムスライ

深度5.54−7.38mの図は不連続面の深度付近に相当縮小していることが示された。この結果は、最近のグ深度は、測線位置が多少ずれてもあまり差は無いことス図）を以下の過程により作成した。まず、探査範囲する。この図では、強い反射の領域は広く拡がっていローバルな気候変動との関連からも注意して検討すを示している。また、越年性雪渓の深度は季節によっにおける平行な測線で得たレーダプロファイルをあるる。また、左下（南西）側の強い反射の領域は不連続る必要があり、今後も調査を継続する予定でいる。ても変動する。探査の時期については、1983年の調査

時間間隔で切り、次に、その時間間隔内で記録された面での礫の集中を示すと考えられる。これは、図2の探査範囲の南西部領域で見られた強い反射は不連は9月14日に行われ、2004年の調査は9月28日になされレーダ反射波の相対強度を平均化し内挿した。こうしプロファイルと調和的であり、強い反射（暗い範囲）続面での礫の集中を示している。これは、カールの壁ており、時期は殆ど同じであることから、越年性雪渓て得たタイムスライス図は、探査範囲における走時のは不連続面として認められている。

からの落石や岩屑の流入により形成された層と考えらの深度の違いは、探査時期によるとは考えにくい。

時間間隔（対応する深度幅）での反射強度の空間分布

深度5.54mより深部の図では、東側の範囲で弧状のれ、岩屑や落石が蓄積する期間、不連続面は表層とし反射パターンが見られ、これは、図１のモレーン端部とて曝されていたことが推測される。幾つかのプロファの境界を示している。弧状パターンの半径は深部の図イルにおいて、氷体中には礫混じり層を示す傾斜したほど小さくなっているので、雪渓がすり鉢状の形状を反射面が現れており、これらの層は、現在および不連していることは、タイムスライス図からも推察された。

続面が表面に露出していた頃と異なる環境下で（例えば氷河により）形成されたと考えられる。

４. まとめタイムスライス図の解析では、モレーン端部と氷体我々は、立山地域の雪氷を対象に、地中レーダ探査の境界を表す弧状の反射パターンにおいて、弧状のによる調査研究を数年間、継続して進めている。本稿

半径は深部のスライス図ほど小さくなっており、雪渓

では、 雪の大谷 で実施している調査の一部の結果の底がすり鉢状の形状をしていることも鮮明に示されと、内蔵助雪渓において内部構造を調査した結果をまていた。

とめた。 雪の大谷

では、氷板の層は積雪が深くな以上の探査結果より、地中レーダ探査は、内蔵助雪るにつれて層数が多くなっていることが読みとれ、積渓の調査に有効であることが示された。傾斜する反射雪深の深い地域において本来の５層が検出できた。各面の構造と分布の調査は、雪渓の堆積・形成の環境と氷板層に挟まれた積雪は、氷板形成時期の間の期間関連する古気候の研究においても有用である。日本最に、降雪と吹き溜まりの影響により積もった積雪を表

古の化石氷体を持つ内蔵助雪渓は、日本の山岳地帯していると解釈できる。地中レーダ探査の非破壊調査

における古気候や古環境の研究の重要な対象としてにより、 雪の大谷詳細な研究の継続が必要であり、地中レーダ探査を用地域に積もった積雪量とその変動を見積もることが可能となるので、今後も研究を続いる研究は、これに十分貢献できると結論する。

ける予定でいる。
内蔵助雪渓は、古墳時代（約1700BP.）まで遡る。

謝辞

探査は、化石氷体を特に対象として、雪渓の深度が深く、縦穴が存在する範囲で実施した。探査結果のレー調査研究においては、富山県元気な雪事業の助成を受けました。感謝致します。

ダ・プロファイルには、殆どの測線において、深度5

図４ レーダ反射強度の水平面分布図（反射強度のタイムスライス図）を幾つかの深度において解析した。反射強度の相対的な強弱はカラーで識別しており、強い反射は赤で弱い反射は濃青で示している。
− 28 −−7mに越年性雪渓と氷体との間の不連続面が示され参考文献

た。また、越年性雪渓の内部には汚れ氷層を表す反射C o n yer s , L . B . , a nd G o od ma n , D. ,（19 9 7 ）：層が認められ、数年間、毎年できる汚れ層の蓄積によGround-penetrating radar, An introduction for

り形成された層と考えられた。氷体の底では明確な反archaeologists, Alta Mira Press, pp.232.

射があり、プロテラス・ランパートおよびカール壁面

飯田肇・竹中修平・上田 豊・伏見碩二（1990）：北− 29 −

酒井英男、浦泰宏、中埜貴元、岸田徹、飯田肇、室井克則

アルプス内蔵助雪渓氷体の内部構造,日本最古化石

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【要 旨】
北アルプス立山の雪の大谷および内蔵助雪渓において地中レーダ探査による調査を実施した。内蔵助雪渓
では、越年性雪渓と下部の化石氷体の構造を調査した結果、以下のことが判明した。雪渓の厚さは20m以上である。越年性雪渓と化石氷体の間には不連続面があり、雪渓表面から深度５−７mに位置する。化石氷体には５つの礫層が挟まれている。礫層は傾斜しており、これは礫層が現在と異なる環境で形成されたことを示している。雪渓は、20年前に調査された当時に比べて僅かであるが縮小しており、主に越年性雪渓の融解による変化と判断できた。この結果は、最近のグローバルな気候変動との関連からも今後注意して検討する必要があると考える。以上の様に地中レーダ探査は、内蔵助雪渓の形成と変化、関連する古環境の調査に有用であり、今後も継続した研究が望まれる。

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