喜界島の完新世サンゴ礁段丘形成史の高精度復元研究代表者：杉原 薫

筑波大学大学院生命環境系地球科学域

共同研究者：佐々木圭一 金沢学院大学経済情報学部経済情報学科
小林雄生

筑波大学大学院生命地球科学研究群地球科学学位プログラム

１．はじめに鹿児島県喜界島は、面積約 57 ㎢・周囲約 50km の小さな島で、琉球列島中北部、奄美大島の東方約 25km（北緯 28°20′, 東経 130°00′）に位置する（図 1a, 1b）。その沿岸には礁原が未発達の裾礁（エプロン礁）が発達し、200 種を超える造礁サンゴが生息している（西平・Veron, 1995）。またこの島は、琉球列島の中で最も琉球海溝に近く、フィリピン海プレートの沈み込みに伴い約 2.1m/ka で隆起しているため（Inagaki and Omura, 2006）、陸上には後期
更新世～完新世のサンゴ石灰岩・堆積物とそれらから構成されるサンゴ礁段丘が発達する（図 1b）。４段以上に細分された完新世のサンゴ礁段丘が見られるのは、世界的に見ても喜界島やパプアニューギニアのヒュオン半島などに限られることから、これら 2 地域では完新世サンゴ石灰岩・堆積物の堆積環境の復元とサンゴ礁段丘の形成史、それらに関連する気候・
海水準変動の研究が盛んに行われてきた（喜界島：Konishi et al., 1974; 中田ほか, 1978; 太田ほか, 1978;佐々木ほか, 1998; Webster et al., 1998; 太田ほか, 2000; Sugihara et al., 2003 など，
ヒュオン半島：Chappell and Polach, 1976, 1991; Ota et al., 1993; 中森ほか, 1995; Chappell et al.,
1996; Pandolfi, 1996 など）。
喜界島の完新世サンゴ礁段丘は、地形的な特徴と造礁サンゴ化石の放射年代の違いから 4
つの段丘面に大別され（太田ほか, 1978; 中田ほか,1978 など）、陸側の標高が高く形成年代の古いものから順にⅠ面・Ⅱ面・Ⅲ面・Ⅳ面とよばれている（太田ほか, 1978; Sugihara et al.,2003）。Ⅰ面は，島内に散在するサンゴ石灰岩の露頭、ビーチ堆積物、離水ノッチや波蝕台な
どから、その標高は約 11.1～7.4m，形成年代は 8.1～6.3 ka と推定されている（Sugihara et al.,2003）。Ⅱ面は、標高が低い陸側（inner area）と標高が高い海側（outer area）に分けられる。
前者は標高約 2.5～1.8m で形成年代 5.3～6.2ka、異地性の造礁サンゴ化石などを多く含む未固結の石灰質砂礫からなる。後者は標高 4.8～4.6m で形成年代 7.3～4.1ka で、現地性造礁サ
ンゴ化石を含むよく固結したサンゴ石灰岩からなる。Ⅲ面とⅣ面の標高と形成年代はそれぞれ標高 3.1～2.7m・形成年代 5.6～2.9ka、標高約 0.8m・形成年代 8.0～1.4ka で、II 面 outer areaと同様にサンゴ石灰岩からなる。各段丘面を形成する造礁サンゴ化石の特徴から、これら 4つのサンゴ礁段丘は典型的な琉球列島のサンゴ礁礁斜面の浅海部または礁池に対比することができると考えられている（太田ほか, 2000; Sugihara et al., 2003）。
太田ほか（1978）は、各段丘の分布標高と段丘上の造礁サンゴ化石の放射性炭素（14C）年
代から、4 つの段丘面は 4 回の間欠的な地震隆起で形成されたものの、最上位の I 面については縄文海進時のユースタティックな海面上昇の影響がある可能性を示唆した。一方中田ほか（1978）は、同様の調査を行ったにも関わらず、4 つの段丘面は 4 回の間欠的な地震隆起
のみで形成されたと結論づけた。同じ調査地・調査方法で、用いた 14C 年代もほぼ同じだったにも関わらず、両者の結論が異なった背景には、年代測定に用いた造礁サンゴ化石に基づ
く相対的海水準の見積もりの違いが大きく関係している（Sugihara et al., 2003）。

図１（a）琉球列島と喜界島の位置図．
（b）喜界島の簡易地質図と本研究の調査地域．調査地点と完新世
サンゴ礁段丘 I～IV 面の分布を示す（c）航空写真と（d）地形図

Sugihara et al. (2003) は、各段丘面に加えて離水ノッチやビーチ堆積物などの標高を光波測量計で測量した。また、各段丘中の造礁サンゴ化石の定量分布調査を行うとともに、それらの 14C 年代測定を行った。さらに、喜界島沿岸の現世サンゴ礁において、水深 5ｍ以浅の簡易地形測量と造礁サンゴの定量分布調査を行った。そして彼らは、これらの調査結果をもとに各段丘面形成時の相対的海水準と間欠的な地震隆起の規模とタイミングを高精度で復元した。その結果、II 面から IV 面については従来の見解を支持しつつも、I 面が分布標高と形成年代の異なる 2 つの段丘面に細分でき、標高が高く形成年代が新しい段丘面の形成には

約 7～6ka に起きた約 2m のユースタティックな海面上昇が関係していることを示唆した。
一方 Shikakura (2014) は、喜界島の GPS 測地データの解析と隆起速度別段丘形成シミュレーションをもとに、Ⅰ面を含む 4 つの段丘面の成因が 4 回の間欠的地震隆起と一定速度での定常的な隆起で説明できる可能性を示した。このように、一連の完新世離水サンゴ礁段丘の形成史や成因の全容解明には至っておらず（佐々木, 2022）、特に I 面の形成史については未解決のままである。
本研究の目的は、喜界島南東部の完新世サンゴ礁段丘（特に I 面）の高精度測量、段丘を構成する現地性造礁サンゴ化石の定量調査とそれらの 14C 年代測定を実施し、それらの結果
からⅠ面の形成史を詳細に復元することである。特に、I 面がさらに二つの段丘面に細分されるかどうか、I 面の相対的隆起量とそのタイミングはいつなのか、そして段丘の成因に縄文
海進時のユースタティックな海面上昇が影響しているのかどうかを明らかにする。
２．方法
喜界島南東部の I 面は、浦原～花良治をつなぐ農道沿いに約 450m に渡って連続的に分布し、航空写真と地形図からその標高は 10ｍ前後、幅は 25ｍ前後と考えられる（図 1c, 1d）。
本研究では、花良治側のほぼ南北に走る農道沿いに 3 つの調査地点（A～C）を設定した。
まず、B 地点の南側に起点を設定し、mm 単位での測量が可能な光波測量計（TOPCON 社製
CS-101F）を設置した。次に、そこから国土地理院発行の 2 万 5 千分の 1 地形図や喜界町作
成の土地改良図に記された農道上の標高点を測量し、起点の正確な標高を決定した。さらにこの起点から、A 地点入口の側溝上、Sugihara et al. (2003) も測量している B 地点の露頭最上部と C 地点の調査露頭最下部をそれぞれ測量した。A 地点では、50m 巻尺を用いて側溝上の測量点から北西方向に基線を設定した。次に、A 地点全体を見渡せる場所に光波測量計を再設置し、そこから基線上を 2m おきに測量した。また、岩相記載と造礁サンゴ化石調査を行う露頭最上部の測量も行った。一方 II～IV 面については、起点の南東方向に基線を設定し、この基線に沿って I 面と同様の調査を行った（図 1c, 1d）。ただし、基線の途中には防風林があり、起点から海岸線まで連続して測量することができなかったため、II 面の最も標
高が高い地点に別の起点を設けて測量を行った。
各段丘の岩相記載と現地性造礁サンゴ化石調査には、塩ビパイプとタコ糸で作成した
1m×1ｍのコドラート（方形枠）を用いた（図 2）。まず、測量調査を行った I 面と II～IV 面の基線沿いで、現地性造礁サンゴ化石を多く含む水平露頭上にコドラートを設置し、Dunham(1962) および Embry & Klovan (1971) に従ってコドラート内のサンゴ石灰岩・堆積物の岩相を記録した。次に、造礁サンゴ化石の種同定と現地性・異地性の判別を行うとともに、真上からそれらの輪郭をスケッチした（図 2）。また I 面については、縦断面を観察できる A 地
点と C 地点の垂直露頭でも同様の調査を行った。得られたスケッチは、スキャンした後に

TIFF ファイルに変換し、画像解析ソフト Image-J を使って 1 ㎡内で現地性造礁サンゴ化石が占める面積の割合を算出し、造礁サンゴ化石各種の被度（％）として表した。得られた出
現種リストと種ごとの被度データから、各段丘を構成する造礁サンゴ化石群集とその優占種を決定した。造礁サンゴ化石の種同定は、杉原ほか（2015）や西平（2020）に従い、それらの学名は国際的な海洋生物データベース（World Register of Marine Species）に従って表記した（WoRMS, 2024）。

図２

I 面 A 地点の水平露頭（K2）でのコドラート写真とスケッチ、各出現種および全種の被度（％）

I 面の A 地点では、2011 年 9 月にボーリング調査が行われ、標高 9.8m 地点から直径 5cm・
全長 470 ㎝の掘削コアが得られている（図 3）。また、このコアの最上部と最下部の現地性
造礁サンゴ化石 2 点については、すでに 14C 年代測定が行われている（佐々木, 未公表）。本
研究では、この掘削コアの岩相記載と、含まれる造礁サンゴ化石の種同定と現地性・異地性の判別を行った。

図３

I 面 A 地点から回収された掘削コア写真．コア箱の長辺が約 1m

I 面の水平及び垂直露頭から造礁サンゴ化石群体を採取し、14C 年代測定を行った。まず、保存状態が良好な造礁サンゴ化石を A 地点で 6 群体、C 地点で５群体、また、掘削コアから４群体を選定し、その化石骨格の一部をハンマーとタガネを用いて採取した。次に、これらの化石骨格片を肉眼及びルーペで観察し、変質や溶解などの続成変化が認められない部分から、岩石カッターとタガネを用いて一辺 5mm 程度の小片試料を作成した。次に、これらの試料を双眼実体顕微鏡下で観察し、認識できた変質部や不純物を除去した。さらに、約 1
mol/L の希塩酸を用いて乾燥重量約 20％をエッチングし、その後、蒸留水中で超音波洗浄することで、観察では認識できなかった変質部や現代炭素を含む不純物を可能な限り除去した。
上記の方法で準備した全 15 試料について、山形大学高感度加速器質量分析センターのAMS（加速器質量分析装置）を用いた 14C 年代測定を行った。その際、元素分析計を用いた燃焼により CO2 ガス化した。試料中の残存有機物の影響を評価するために、1 試料（K4-3）については、別の小片試料を用いてリン酸溶解による CO2 ガス化を行い 14C 測定し（K4-3B）、燃焼による CO2 化した結果（K4-3A）と比較した。本研究で得られた計 16 個の 14C 年代値と先行研究（三井・木越, 1996；Konishi et al., 1974; Omoto et al., 1976; Omoto, 1977; Konishi etal., 1983; 太田ほか, 1978; 小西ほか, 1983; Sugihara et al., 2003; 佐々木, 未公表）で得られている計 73 個の 14C 年代について、年代較正プログラム OxCal 4.4（Bronk Ramsey, 2009）と較
正曲線 Marine20（Heaton et al., 2020）を用いた暦年較正を行った。この際、海洋リザーバー
効果の補正には、喜界島南東海域で得られている∆R= -187±37（Hirabayashi et al., 2017 の結果を Marine20 に基づき再計算; http://calib.org/marine/）を用いた。
３．結果
3-1．サンゴ礁段丘の地形・地質
I 面のＡ地点では、標高 10ｍ前後・幅約 11ｍの明瞭な平坦面があり、この平坦面は現地性
造礁サンゴ化石を含むよく固結した石灰岩（Coral framestone と Coral bindstone）で構成されていた（図 4a）。また、この面上には直径 10m ほどの巨大な岩塊が乗り、岩塊が乗っていな
い部分は植生や土壌で薄く覆われていた（図 4b）。この岩塊は、更新世の琉球層群を構成す
る石灰岩（以下、琉球層群岩塊とよぶ）であることから、西側（陸側）の崖から崩落してきたものと考えられる。この平坦面の東側（海側）にあたる前縁部には、標高差約 2～3m の垂直露頭があり、その前方が標高 6.5～6m・幅約 10ｍの平坦な凹地状になっており、さらにその前方に標高 7.5ｍ・幅約３ｍのサンゴ石灰岩からなる地形的な高まりが見られた。Ｂ地点
では、農道の東側に標高 9.6～8.0m・露頭の横幅約 3m の垂直露頭があり、その直上には直径 5ｍほどの琉球層群岩塊が乗っていた（図 4c）。この露頭は Sugihara et al. (2003) が調査した露頭で、厚さ数十 cm 以上の現地性造礁サンゴ化石が積み重なった Coral framestone であった。Ｃ地点では、標高 9.2～7.1m・露頭の横幅 15m ほどの垂直露頭が農道の両側で見られ、露頭下部は Coral-Algal framestone～bindstone、その上部は直径数～数十 cm の異地性造礁サ
ンゴ化石、琉球層群起源の石灰岩や島尻層群起源の泥岩の亜角～亜円礫を含む未固結～半固結の Coral rudstone～floatstone だった（図 4d）。また、両露頭の直上には直径 5～10ｍほどの琉球層群岩塊が乗っており、道路の西側露頭の標高 8.5～8.1m では、Coral rudstone の中に直径 3～10 ㎝ほどで灰褐色～茶褐色の軽石層が認められた（図 4e）。

図 4（a）測量起点から見た I 面上の A・B 地点の位置関係．
（b）A 地点における I 面垂直露頭.．左上直上に琉球層群岩塊が乗る．
（c）B 地点の垂直露頭の様子．
（d）C 地点の垂直露頭の様子．
（e）C 地点の垂直露頭内に見られる軽石．
（b）起点南東部での II～IV 面の分布の様子

II～IV 面は、農道とほぼ平行に走る県道 619 号線の東側（海岸側）に発達する（図 1c, 1d）。
まず、II 面は標高 5.1～3.0m・幅約 40m で、異地性の造礁サンゴ化石などの未固結の砂礫からなり、防風林になった陸側の範囲と、現地性造礁サンゴ化石を多く含む Coral framestone
でできた海側の範囲（図 4f））に分けられた。III 面は標高 3.6～2.4m・幅約 26m、IV 面は標
高 2.2～0.9m・幅約 25m で、両者ともに Coral framestone で構成されていた（図 4f））。
I 面 A 地点の平坦面（標高 9.8m）から得られた掘削コアの岩相を図 5 に示す。まず下部（標高 7.4～5.2m）は、現地性の造礁サンゴ化石や層状石灰藻が積み重なった Coral-Algalframestone～bindstone であった。次に中部（標高 7.7～7.4m）は、摩滅があまり進んでいない
準異地性造礁サンゴ化石片を含む石灰質砂礫からなる Coral rudstone で、上部（標高 9.8～7.7m）は下部と同様に Coral-Algal framestone～bindstone となっていた。また、下部から中部にかけては、現地性造礁サンゴ化石間の未固結の砂礫堆積物中に、島尻層群由来の陸源性砂泥粒子が認められた。

図 5 過去に A 地点で回収された掘削コアの岩相、含まれる現地性・異地性造礁サンゴ化石と 14C 年代．
カッコ内の 14C 年代は佐々木（未公表）による

3-2．造礁サンゴ化石群集
1m×1m のコドラートを用いた現地性造礁サンゴ化石の定量調査は、I 面 A 地点の水平露
頭 6 地点（計 6 ㎡）・垂直露頭４地点（7 ㎡）、同面 C 地点の垂直露頭 3 地点（計 6.63 ㎡）、
II 面外側の水平露頭 3 地点（計 3 ㎡）、III 面の水平露頭 4 地点（計 4 ㎡）そして IV 面の水平露頭 3 地点（計 3 ㎡）で行われた。その結果を図 6・図 7 および表 1 に示す。
まず、Ⅰ面 A 地点の水平露頭（標高 9.8m～8.6m）では、3 科 5 属 9 種の造礁サンゴ化石が出現し、全コドラート内の現地性造礁サンゴ化石の平均被度は 32.3%だった。優占種は太枝状の成長形をもつイボハダハナヤサイサンゴ Pocillopora verrucosa（被度 11.8%）、指状～卓状のミドリイシ属 Acropora であるコユビミドリイシ A. digitifera（被度 7.9%）やクシハダミ
ドリイシ A. hyacinthus（被度 7.4%）で、指状～卓状のオヤユビミドリイシ A. gemmifera（被度 2.1%）、塊状～被覆状のヒメコモンキクメイシ Goniastrea minuta（被度 1.7%）やマルキク
メイシ Astrea curta（被度 0.2%）などのサザナミサンゴ科 Merulinidae に属するサンゴ（merulinids：merulinid corals）が付随して見られた。また、A 地点の垂直露頭では、6 科 15
属 22 種が出現し、全コドラート内の現地性造礁サンゴ化石の平均被度は 31.8％だった。優占種は指状～卓状の A. digitifera（被度 12.3%）や A. hyacinthus（被度 8.2%）だったが、露頭
下部では塊状～被覆状のフカトゲキクメイシ Cyphastrea serailia（被度 2.1%）やカメノコキ
クメイシ Favites abdita（被度 1.8%）などが特徴的に見られた。C 地点の垂直露頭では 4 科 7
属 13 種が出現し、全コドラート内の現地性造礁サンゴ化石の平均被度は 14.5％で、塊状～被覆状のホシキクメイシ Goniastrea stelligera（被度 6.2%）が卓越し、次いでヨロンキクメイ
シ Coeloseris mayeri（被度 1.9%）、卓状の A. hyacinthus（被度 2.0%）などの被度が高かった。
次に、II 面外側の水平露頭（標高 5.0m～4.7m）では４科 5 属 11 種が出現し、全コドラー
ト内の現地性造礁サンゴ化石の平均被度は 26.6％であった。優占種は指状～卓状の成長形をもつ Acropora digitifera（被度 11.3%）、A. hyacinthus（被度 5.3%）や太枝状のヤスリミドリイ
シ A. robusta で、太枝状のヘラジカハナヤサイサンゴ Pocillopora grandis や被覆状～塊状のGoniastrea stelligera（ともに被度 0.7%）などが共に見られた。次に III 面の水平露頭（標高3.6m～3.3m）では、4 科 9 属 16 種が出現し、全コドラート内の現地性造礁サンゴ化石の平均被度は 35.0％だった。優占種は指状～卓状の A. digitifera（被度 13.3%）や A. hyacinthus（被度 4.3%）で、被覆状～塊状のナガレサンゴ Leptoria phrygia（被度 4.0%）や G. minuta（被度3.4%）などが共に見られた。IV 面の水平露頭（標高 2.1m～1.2m）では、2 科 4 属 9 種が出
現し、全コドラート内の現地性造礁サンゴ化石の平均被度が 46.2％、優占種は被覆状～塊状のコモンキクメイシ Goniastrea retiformis（被度 12.9%）や Favites abdita（被度 10.0%）、指状～卓状の A. hyacinthus（被度 8.2%）や A. digitifera（被度 5.2%）や A. gemmifera（被度 4.2%）の被度も高かった。

I 面 A 地点から得られた掘削コアでは、3 科 5 属 10 種の造礁サンゴ化石が見られ、下部から上部にかけて指状～卓状または太枝状の成長形をもつミドリイシ属 Acropora が卓越していた。下部では、現地性で指状～卓状の A. hyacinthus が最も多く含まれており、その他に指状～卓状の A. monticulosa や太枝状の A. robusta、被覆状～塊状のサザナミサンゴ科サンゴ（merulinids）の 1 種である L. phrygia なども見られた。中部では異地性で指状～卓状の A.
hyacinthus や A. digitifera、太枝状の A. robusta や P. grandis などの枝が多く含まれていた。上部では現地性で指状～卓状の A. hyacinthus や A. digitifera や A. monticulosa が、最上部では太枝状の P. verrucosa が厚く重なっていた。

図 6 I～IV 面の水平露頭上に設置した全コドラート内の現地性造礁サンゴ化石スケッチ

表１

I～IV 面の水平・垂直露頭における出現種リストと各種の平均被度（%）
出現種
科

種

I 面 (A)I 面 (A)I 面 (C)

II 面

III 面

IV 面

水平

垂直

垂直

水平

水平

水平

1.41

0.22

0.22
11.30

13.32

5.17

0.46

4.18
8.24

Acropora cytherea
Acropora digitifera

7.93

12.29

0.95

Acropora gemmifera

2.08

1.10

0.65

Acropora hyacinthus

7.42

8.24

1.97

5.33

4.27

0.27

0.75

1.74

Acropora monticulosa
Acropora papillare

0.05

Acroporidae
Acropora robusta

0.83

Acropora valida

0.07

5.22

0.40

0.96

3.83

0.13

Acropora sp.
Isopora palifera

0.15

Montipora informis

0.75

Montipora sp.

0.02

Coeloseris mayeri

0.88

0.94

1.93

Euphylliidae
Galaxea fascicularis

0.15

Acanthastrea hemprichii

0.14

0.54

Lobophyllidae
Lobophyllia hemprichii
Agariciidae

Merulinidae

0.30

Pavona duerdeni

0.48

Astrea curta

0.21

0.31

Cyphastrea serailia

0.13

2.05

Dipsastraea pallida

0.10

Dipsastraea speciosa

0.47

Echinopora gemmacea

0.10

Favites abdita

1.79

1.26

0.61

0.08
1.00

1.85

9.88

Favites halicora

0.61

Goniastrea favulus

0.34

0.11

3.40

12.91

Goniastrea minuta

1.68

Goniastrea pectinata

0.43

Goniastrea retiformis

0.84

Goniastrea stelligera

0.07

6.23

Hydnophora microconos

0.16

Leptoria phrygia

0.43

Platygyra daedalea

0.71

1.90

3.98

1.82

0.36

Pocillopora grandis

0.18

0.72

Pocillopora verrucosa

11.82

0.20

32.3

31.8

Pocilloporidae
平均被度（%）

14.5

0.13

0.24

26.6

35.0

46.2

図 7 I 面 A 地点および C 地点の垂直露頭上に設置したコドラート内の岩相、現地性・異地性造礁サンゴ
化石のスケッチ．C 地点の K16 露頭では、標高 8.5-8.1m に淘汰の良い軽石の層が見られる

図７（続き）3-3．造礁サンゴ化石の 14C 年代
I 面の垂直露頭と掘削コアから得られた造礁サンゴ化石 15 群体（計 16 個）の 14C 年代測定結果と、それらを暦年較正した結果を表 2 に示す。同一試料について燃焼とリン酸融解の異なる方法で CO2 化した K4-3 試料について、得られた年代を比較すると誤差範囲でよく一致している。この結果から、化石骨格中に残存する有機物が誤差範囲を越えて年代に影響を与えないと考え、本研究では燃焼による CO2 化で得られた年代に基づき考察を行う。
得られた暦年較正 14C 年代は、下記の通り誤差を考慮すると全て層序と整合的である。これ以降、本文および図中には、暦年較正年代の 2σ 範囲（例：5,700–5,500 cal BP）を中央の値±年代幅の半分（例：5,600±100 cal BP）の形に直し、年代の単位を ka に統一して記す。
A 地点の垂直露頭で得られた最も古い年代値は露頭下部（標高約 6.5m）の現地性 Goniastrea
pectinata の約 7.0ka で、最も新しい年代値は露頭上部（標高約 9.2m）の現地性 Acropora
hyacinthus の約 6.4ka だった（図 5）。次に A 地点の掘削コアでは、コア最下部（標高約 5.2m）の現地性 Leptoria phrygia とコア最上部（標高約 9.6m）の現地性 Pocillopora verrucosa がそれぞれ約 7.5ka と約 6.7ka だった。次に C 地点の垂直露頭では、最下部（標高約 6.5m）の現地性 Isopora palifera（約 6.0ka）が最も古く、上部（標高約 8.0m）の現地性 Acropora digitiferaとさらにその上部の異地性 A. gemmifera が下部より新しい約 5.8ka と約 5.6ka であった（図7）。また B 地点の垂直露頭では、下部（標高 8.1m）の現地性 A. gemmifera から約 6.1ka、上部（標高約 9.4m）の現地性 A. gemmifera から 6.0ka の年代値が得られている。

表2

I 面から採取した現地性・異地性造礁サンゴ化石の 14C 年代測定結果

試料

ラボ

No.

No.

種名

標高

 C
13

Conventional

Calibrated entional14C age

14

C age

(cal BP)

(m)

(‰)

(BP)

1 range2 range

7.3-0.11 ± 0.116252 ± 256794 – 6609

6886 – 6512

-2.41 ± 0.136468 ± 25

7051 – 6851

7147 – 6773

-0.73 ± 0.146439 ± 257008 – 6812

7122 – 6735

YUK4-2

Acropora digitifera
18793

K4-3A*1

YU18794
Platygyra sinensis

K4-3B*1

6.5

YU18804
YU-

K10-1

Goniastrea minuta

9.8-0.81 ± 0.136255 ± 25

6797 – 6613

6890 – 6515

Acropora hyacinthus

9.2-1.18 ± 0.135958 ± 246450 – 6289

6549 – 6211

Favites abdita

6.8-0.80 ± 0.12

6222 ± 256758 – 6571

6853 – 6480

Acropora digitifera

7.3-3.56 ± 0.626188 ± 26

6722 – 6537

6809 – 6438

Goniastrea stelligera

7.3-1.96 ± 0.145585 ± 246078 – 5899

6178 – 5812

Acropora digitifera

8.0-0.80 ± 0.17

5403 ± 235877 – 5702

5930 – 5595

Acropora gemmifera

8.2

0.25 ± 0.715245 ± 255704 – 5532

5797 – 5441

Isopora palifera

7.3-1.58 ± 0.15

5600 ± 246093 – 5914

6189 – 5835

Acropora gemmifera

8.6

2.12 ± 0.185473 ± 24

5932 – 5755

6028 – 5657

Acropora robusta

8.3-1.46 ± 0.27

6382 ± 25

6940 – 6755

7037 – 6659

Acropora digitifera

7.9-1.11 ± 0.27

6328 ± 24

6880 – 6696

6976 – 6611

Acropora hyacinthus

6.5-1.72 ± 0.27

6734 ± 257316 – 7159

7406 – 7074

Acropora monticulosa

6.4

0.16 ± 0.306704 ± 25

7301 – 7139

7373 – 7023

18795
YUK12-1
18796
YUK13-1
18797
YUK13-4
18798
YUK16-1
18799
YUK16-2
18800
YUK16-5
18801
YUK17-1
18802
YUK17-6
18803
KR-1-

YU-

150

19007

KR-1-

YU-

190

19008

KR-1-

YU-

327

19009

KR-1-

YU-

335

19010

*1 K4-3A と K4-3B は同化石群体から得られた試料で、異なる前処理方法で分析した（詳細は本文参照）

4．考察
従来の研究（太田ほか, 1978; 中田ほか, 1978; 佐々木ほか, 1998）では、Ⅰ面は海岸近くの更新世石灰岩に刻まれた離水ノッチや波蝕台、未固結の砂礫の堆積面、南西部の中里のみで認められていたサンゴ石灰岩からなる平坦面によってその存在が推定されていた（表 3）。
その後、Sugihara et al. (2003) によって北東部の志戸桶、南東部の花良治（浦原）や先山で、I 面形成時のものと考えられるサンゴ石灰岩の小露頭が記録されたものの、明瞭な段丘面は見つかっていなかった，しかし本研究によって、サンゴ石灰岩（Coral-Algal framestone～bindstone）からなる標高約 10 m・幅約 30 m の明瞭な平坦面が南東部の花良治で約 450 m にわたり連続的に分布することが明らかになった。よって I 面形成時には、島の南西部だけでなく南東部でもその沿岸に明瞭なサンゴ礁地形が発達していたと考えられる。また、I 面サンゴ石灰岩表面（水平露頭・垂直露頭）とその内部（掘削コア）で認められた現地性造礁サ
ンゴ化石群集は、琉球列島のサンゴ礁礁斜面浅海部（水深 5m 以浅）を特徴づける現生造礁サンゴ群集（Nakamori, 1986; Sugihara et al., 2003）に対比することができた。さらに、これらの現地性造礁サンゴ化石の暦年較正 14C 年代から、I 面下部は 7.5～6.8 ka、上部は 6.9～6.4
ka、前縁部は 6.0～5.8 ka に形成されたことが明らかになった。
Sugihara et al. (2003) は、喜界島と石垣島の現世造礁サンゴ群集の定量分布調査結果をもとに、太枝状の Pocillopora verrucosa が現在のサンゴ礁礁斜面の水深 1.5m 付近で卓越することを明らかにしている。今回の調査地点では、I 面 A 地点の平坦面上（標高 9.6m）で本種
化石の被度が高く、この結果は、I 面 B 地点の露頭最上部（標高 9.6～9.3m）での過去の調査結果（Sugihara et al., 2003）と非常に調和的である（表 3）。また、これらの P. verrucosa の分布標高と本種を含む造礁サンゴ化石の暦年較正 14C 年代から、6.7～6.0ka の I 面形成時の相対的海水準は 11.3～10.5m であったと推定される。さらに、I 面 C 地点の標高 8.0m で採集された現地性 Acropora digitifera 化石からは 5.8ka の暦年較正 14C 年代が得られており、この年代は現地性造礁サンゴ化石から得られた中で最も新しい年代である。また、花良治の西方に位置する先山の I 面相当露頭（標高 8.4～6.0m）最下部と最上部では、現地性造礁サンゴ
化石の暦年較正 14C 年代は 7.9～7.5ka で、露頭最上位（標高 8.4m）の最も新しい年代（7.5ka）
は現地性 A. digitifera 化石から得られている（Sugihara et al., 2003）。A. digitifera は、現在の琉球列島のサンゴ礁礁斜面の水深 3m 以浅で卓越する種である（村上ほか, 2023）ことから、
7.5ka での相対的海水準は最大 11.4m、5.8ka での同海水準は約 11m だったと推定できる。以上の結果をまとめると、喜界島では少なくとも 7.5ka には相対的海水準が 11m 前後に到達しており、その後 5.8ka までは海水準が同標高でほぼ安定していたと考えられる。
I 面前縁部にあたる C 地点の標高 9.2～7.1m では、異地性の造礁サンゴ化石、陸源の石灰岩・泥岩の亜角～亜円礫を含む未固結～半固結堆積物（Coral rudstone～floatstone）が見られ、特に標高 8.5～8.1 m 付近にはよく淘汰された軽石の層が認められた。この層に含まれる軽石の大きさ、円磨度や層厚などの特徴は、2021 年 8 月の福徳岡ノ場での海底火山の噴火後、同年 10 月に琉球列島沿岸（喜界島を含む）に供給された大量の軽石の大きさや円磨度、堆積場や層厚（宇佐美・新城, 2022; 成尾ほか, 2023）とよく類似する。このことは、標高 9.2～7.1m に見られる堆積物がビーチ堆積物であり、軽石層が含まれることから潮上帯で形成されたことを示唆する。また、この軽石層と共産し、摩滅があまり進んでいない準異地性造礁サンゴ化石の暦年較正 14C 年代から、5.6ka には、標高 7.3m またはそれより低いところに
相対的海水準があったことが推定できる（表 3）。
花良治の II～IV 面に関しては、各段丘上の造礁サンゴ化石の 14C 年代測定を行っていな
いが、II 面と III 面では標高 5m と 3.4ｍでそれぞれ現地性 Pocillopora verrucosa 化石が卓越していることを確認することができた。これらの結果から、II 面および III 面形成時の相対的海水準は約 6.5m と約 4.9m と推定される（図 8）。一方、同地点の IV 面では現地性 P.
verrucosa 化石は認められなかったが、同面の最上位（標高 2.1ｍ）に現地性 Acropora digitifera
化石が見られることから、IV 面形成時の相対的海水準は少なくとも標高 2.8ｍより高いところにあったと推定される。
7.5ka～5.8ka の相対的海水準が標高約 11m、5.6ka の同海水準が約 7.3m だったとすると、
5.8～5.6ka に約 3～4m の相対的な海面低下が起きたこととなる（図 8）。また、I 面 A～C 地
点の露頭直上には、琉球層群の巨大な岩塊が乗っている。また、同時代に形成されたと考えられる島の北東部の志戸桶の垂直露頭（Sugihara et al., 2003）の直上にも、同様の岩塊が乗っている。さらに同様の岩塊は、島内の II～IV 面上では全く見られない。これらの特徴を踏まえると、5.8～5.6ka の相対的海面低下は地震隆起によって引き起こされ、その際に内陸側の標高が高いところからこれらの岩塊が崩落してきた可能性が高い。同様に、同時代のビーチ
堆積物中に含まれていた琉球層群・島尻層群由来の石灰岩・泥岩の礫も、前述の岩塊とともに当時の海岸～礁斜面浅海部に供給された可能性がある。

表 3 Ⅰ面およびⅡ面のサンゴ石灰岩、造礁サンゴ化石、ビーチ堆積物、離水ノッチや離水波食台の地点別
標高(m)と造礁サンゴ化石の年代[ (ka)]および推定される I～II 面形成時の相対的海水準(m)と年代[ (ka)]調査地点

花良治（A）

花良治（B）

花良治（C）

先山

サンゴ石灰岩の標高と[年代]

9.8-6.0[6.7-5.8] *5

9.6-8.0[6.1-6.0] *4

8.7-7.0[6.0-5.8] *5

8.4-6.0[7.9-7.5] *4

Pocillopora verrucosa

9.6[6.7] *4

9.6-9.3 *4の卓越標高と[年代]南東部

軽石を含むビーチ堆積

8.5-8.1[5.6] *5

物の標高と[年代]I 面形成時の相対的海水準と[年代]11.3-10.5[6.7-5.8] *5

10.8-11.1[6.1-6.0] *4

II 面形成時の相対的海水準と[年代]

西部～
北西部

荒木

中里

サンゴ石灰岩の標高と8.5[7.1] *2

9.0-5.3[6.9-6.4] *1, 2

坂嶺

先内

11.0 *2

11.1 *2

離水ノッチの標高12.9-12.0, 9.0, 6.0*2

波食台/II 面内縁高度>10.2, 8.0, 7.0-6.0 *2

6.0*1

6.0 *2

I 面形成時の相対的海水準と[年代]12.9-12.0 [7.1],
9 *2

>9.0
[6.9-6.4] *1, 2

11.0-8.4 *2

II 面形成時の相対的海水準と[年代]

7.0-6.0 *2>6.0 *2>6.0 *2

調査地点

志戸桶北

志戸桶

佐手久

サンゴ石灰岩の標高と
[年代]

嘉鈍

7.4-7.0 *4の卓越標高と[年代]東部～

ビーチ堆積物の標高と[年代]

9.1～8.4[6.9-6.7] *4

北東部

離水ノッチの標高

9.1～8.4 *4
6.5 *3

I 面形成時の相対的海水準と[年代]II 面形成時の相対的海水準と[年代]<11.1 *2

7.4-5.5[7.0-6.7] *4

Pocillopora verrucosa

波食台/II 面内縁高度>9.1[7.9-7.5] *4<7.3[5.6] *5

調査地点
[年代]

>9.4
[6.0-5.8] *5

6.7*2
8.9～8.5[7.0-6.7] *4

9.1～8.4[6.9-6.7] *4

6.5 *3*1 三位・木越, 1966, *2 太田ほか, 1978, *3 佐々木ほか, 1998, *4Sugihara et al., 2003, *5 本研究

6.7 *2

図 8

喜界島の完新世サンゴ礁段丘から得られた造礁サンゴ化石の標高と暦年較正 14C 年代、現地性

Pocillopora verrucosa・Acropora digitifera 化石の卓越する標高から推定される I～IV 面形成時の相対的海水準の関係

次に、本調査結果と従来の調査結果（三位・木越, 1966; 太田ほか, 1978; 佐々木ほか,
1998：Sugihara et al., 2003）をもとに、島内におけるサンゴ石灰岩、造礁サンゴ化石、ビーチ
堆積物、離水ノッチや離水波食台の標高と造礁サンゴ化石の暦年較正 14C 年代から推定される I 面形成時の相対的海水準を比較すると、本研究の調査地点を含む南東部（荒木を除く）
や西部では標高 11m 前後であるのに対し、北東部（志戸桶・佐手久）では標高 9m 前後で 2m
ほど低いことがわかる（表 3）。一方、II 面形成時の相対的海水準は、どの地域でもほぼ同じ結果になっている。このことは、5.8～5.6ka の地震隆起の際、北東部とそれ以外の場所で隆起量 2m が異なっていたことを示唆している。この隆起量の差を生んだ要因の一つとして、両地域の境界に相当するトビヨ崎断層の動きが考えられる。この断層は、島の最北端のトビヨ崎から南南西に延びる活断層で（図 1b）、この断層が最北端の完新世サンゴ礁段丘の標高を変位させている可能性が指摘されている（活断層研究会, 1980）。よって 5.6～5.6ka に起きた地震では、この断層およびその延長部の西側では隆起量が大きく、東側では隆起量が小さかった可能性がある。実際に喜界島は、フィリピン海プレートとその表面の奄美海台の沈み込みに伴う島の傾動が示唆されている（大村・太田, 1992 など）。したがって、本研究で見えてきた局所的な隆起量の違いは、今後この傾動を明らかにしていくうえで非常に重要な証拠になることが期待される。
Sugihara et al. (2003) は、北東部の志戸桶・佐手久と南東部の花良治（論文中では浦原と記述）に分布するサンゴ石灰岩露頭最上部の標高、岩相、含まれる現地性・異地性造礁サンゴ
化石の種構成とそれらの暦年較正 14C 年代の違いをもとに、I 面が北東部の標高が低く形成年代の古い段丘と南東部の標高が高く形成年代の新しい段丘の二つに細分でき、後者の段丘形成には約 7～6ka に起きた約 2m のユースタティックな海面上昇が関係していることを示唆した。しかし本研究結果は、7.5～5.8ka には海水準が安定しており、北東部と南東部の I面の形成年代がほぼ同じで、両者の標高の違いが 5.8～5. 6ka に起きた地震の際の局所的な隆起量の違いによって生じた可能性を強く示唆している。

5．まとめ
1.

喜界島南東部花良治で、従来の研究では認識されていなかった明瞭な I 面地形（標高約10m・幅約 30m）が農道沿いの約 450m の範囲にわたって分布することを発見した。

2.

花良治の I 面は、主に現地性造礁サンゴ化石を多く含むサンゴ石灰岩で構成されており、
水平・垂直露頭および掘削コア内で記録された造礁サンゴ化石群集の種構成と優占種から、この段丘はサンゴ礁礁斜面の水深 5m 以浅で形成されたと考えられる。

3.

I 面から得られた現地性造礁サンゴ化石の暦年較正 14C 年代は、花良治の I 面が下部（7.5～6.8 ka）⇒上部（6.9～6.4 ka）⇒前縁部（6.0～5.8 ka）の順で形成されたことを示す。

4.

太枝状の成長形をもつ Pocillopora verrucosa 化石と指状～卓状の Acropora digitifera 化石の各段丘上で卓越する標高から、花良治とその周辺での I 面形成時（7.9～5.8ka）の相対的海水準は標高約 11m で安定しており、この期間にユースタティックな海面上昇はな
かったと考えられる。

5.

I 面前縁部で認められた軽石を含むビーチ堆積物は、5.8～5.6ka の相対的海水準が標高
7.3m より低いところにあったこと、この時期に 3.5m の相対的海水準の低下を引き起こした地震隆起があったことを示唆する。

6.

サンゴ石灰岩、造礁サンゴ化石、ビーチ堆積物、離水ノッチや離水波食台の標高と造礁サンゴ化石の年代から推定される I 面形成時の相対的海水準を島内で比較すると、北東部と南東部～西部で約 2m の隆起量の差が認められた。このことは、5.8～5.6ka の地震
隆起時、トビヨ崎断層を境にして島内で隆起量が異なっていた可能性を示唆する。

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