宮城教育大学環境教育研究紀要

第 10 巻（2007）

小学校理科での海岸平野の地形地盤の学習と防災教育
─ 仙南平野での例 ─
川村寿郎＊・大瀧学＊＊

Elementary School Science Study of Geology, Geography, and Natural Hazards
in the Sen─nan（Southern Sendai）Coastal Plane Land
Toshio KAWAMURA and Manabu OTAKI
要旨 ： 海岸平野の地域において、小学校第 6 学年理科の単元「大地のつくりと変化」の学習活動を進めるため、仙南海岸平野の微地形・地盤地質を例として、流水モデル実験器の改善、地域地形・地質情報の活用、現地観察方法などを検討した。この単元の学習は、他教科とも総合した地域の防災教育を進めてゆく上で基礎となり、重要である。
キーワード ： 小学校理科、海岸平野、地盤地質、自然災害、防災教育

1．はじめにため、被害も大きくなる。また、海岸では、場合に小学校理科では、第 5 学年の単元「流れる水のはたよっては津波の被害も加わる。理科学習単元は、地震らき」から続いて、第 6 学年で単元「大地のつくりとや洪水といった自然災害を知ることがねらいの一つで変化」を学習する。2 つの単元は、川の三作用（侵あることから、学区を含む地域に即した学習活動を行食・運搬・堆積）とそれによってできた大地の形成とうとすれば、海岸平野では河川による作用とその結果して内容的に連続する。また、両単元では、身近な地である地形や地盤特性を取り上げて、地域の自然災害域を例として、洪水や地震・火山などの自然災害がおを学ぶ必要があるだろう。
仙台平野は日本における臨海平野の中では、地盤地こることも学ぶため、一連の学習を通じて地域の防災質や地形がよく研究されており、その地理・地質情報教育の基礎を習得することになる。
日本の国民の過半数は海岸平野に暮らしており、そも比較的よく整備されている。阿武隈川をはさんで拡うした平野の多くは沖積層の地盤からなる。沖積層のがる岩沼～亘理地域の仙台平野南部（以下、これを形成には、平野に流れ込む河川の土砂運搬と堆積の作「仙南平野」と呼ぶ）は、後氷期以後の海水準上昇に用が関わることから、海岸平野の地域では、第 5 学年よる海進とその後の阿武隈川による土砂運搬や南方かの川の作用から継続した大地の形成についての学習活

らの海岸侵食漂砂の移動によって埋め立てられてでき動が展開しやすい。しかし、平野という地勢上の制約た沖積層が地盤となっている（松本，1981）。そのたがあって、自らの地域を取り上げた授業が実施されてめ、河川の運搬・堆積作用から継続して平野の土地のいないことが多い。

つくりへと連続した学習を展開しやすい位置にある。

海岸平野はまた、地形・地盤地質の特性から、さま本研究では、こうした仙南平野の地域性を活かしなざまな自然災害を受けやすい地域でもある。特に、地がら、小学校理科学習単元「大地のつくりと変化」を震災害としては、大地震の震源域である海域に近いこ進める上での問題点を指摘し、その改善にむけた教材とから地震動が大きいばかりでなく、地盤そのものが開発や素材の活用方法の検討を行うとともに、地域の一般に揺れやすくかつ液状化と呼ばれる変化も起こる防災教育として展開してゆく方向性を示したい。

＊＊＊

宮城教育大学理科教育講座，宮城教育大学大学院理科教育専修（亘理町立吉田小学校）

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小学校理科での海岸平野の地形地盤の学習と防災教育

2．学習単元と指導方法

ム作成用の参考資料（東京書籍）では、大まかに以下1）学習内容と取扱いのような学習活動の流れとなっている。

小学校第 6 学年理科の学習単元「土地のつくりとまず、住んでいる大地（土地）の地下に地層が拡変化」は、現行学習指導要領（平成 10 年告示、平成がっており、地層が小石・砂・泥などが層になって積14 年施行）では、内容とその取扱いが次のように定み重なったものであることを知る。教科書の導入部にめられている。

は、地層の露頭写真が示され、河原の石や砂とも対比させて、第 5 学年で学習した「流れる水のはたらき」（1）土地やその中に含まれる物を観察し、土地のと関連づけている。

つくりや土地のでき方を調べ、土地のつくりと次に、「流れる水のはたらき」と関連させながら、変化についての考えをもつようにする。
ア

水の働きによって、どのような地層ができるのか、沈土地は、礫（れき）、砂、粘土、火山灰及び降や流水堆積モデルの実験を通じて調べる。教科書で岩石からできており、層をつくって広がっていは、級化を示す沈降物と地層の写真とを対比させて地るものがあること。
イ

層のでき方を理解し、さらにそれが固まった堆積岩や地層は、流れる水の働きや火山の噴火によっ中に含まれる化石などの写真資料が示される。合わせてでき、化石が含まれているものがあること。
ウて、火山噴火によってできた地層（火山灰層）もある

地層は、流れる水の働きや火山の噴火によっことが示され、そうした地層の例と中に含まれる鉱物てでき、化石が含まれているものがあること。
エの写真資料も示されている。

土地は、地震によって変化すること。

以上の活動をふまえて、次に、自分の住む地域の大内容の取扱い
ア

地（土地）のつくりについて調べる。まず、種々の資料を読んで、化石を含みながら海底や湖底でたまった

アで扱う岩石は、礫岩、砂岩及び泥岩のみと地層が陸上でみられるわけについて知る。現地観察のすること。
イ

計画を立てて、実際に地層の観察を行い、記録にまと化石は地層が水の作用でできたことを示す程める。

度にとどめること。
ウ

以後は、火山か地震かを個別選択して学習活動を行

ウ、エについては、児童がウ又はエのいずれう。まず、観察した地層に地震か火山によって変化しかを選択して調べるようにすること。
エ

たようすがみられるか話し合う。地震による大地の変エについては、地震の原因については触れな化のようす、あるいは、火山噴火による変化のようす

いこと。

について、施設見学等を行いながら調べる。

学習内容は、大地（土地）の地盤をなす地質とその最後に、調べたことや観察結果を整理して発表し、形成過程と変化について学ぶものである。第 5 学年で地層のできかた、大地の変化、および災害についてま学ぶ「流れる水のはたらき」から継続して、堆積作用とめる。の結果できた地層を主として扱う。その上で、火山や

3）学習内容の問題点
野外で観察される海成層が陸上で見られる理由づけ

地震によって土地が変化することを選択して加えることになっている。

として、地殻変動や火山による大地の変化によって土2）学習指導の展開地が隆起することが誘導される。しかし、地震という上記の学習指導要領に則って、教科書および参考資

現象を隆起運動に直結することはかなり短絡的であ料を基にして、各学校では地域の特性によって変更・り、教師が丁寧かつ着実に教えなければ飛躍してしま修正を加えて、実際の指導にあたる。この学習単元のい、児童の理解は進まなくなる。また、海岸平野周辺

実施時期は、10 月中旬から 11 月下旬とされており、での海成層の形成は、海水準の変動（特に上昇）によ

標準的な指導時数は 10～14 時間である。カリキュラるものであり、一概に地殻変動に結びつけることがで─ 64 ─

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災害が強く現れている（東北大学理学部地質古生物教室，1979）。地震災害に関わる地盤の地質、津波や洪水に関わる地形の高低は、海岸平野の中でもさらに分布が異なる。そのため、海岸平野の地形・地質の一般的特性を知り、さらに居住地を中心とした微地形や地盤の地域的な特性を知ることの方が、学区域単位での地域の自然災害の学習としてはむしろ必要であり、後述するように、第 5 学年の学習活動に関連させた進行として合理的と言える。

3．仙南平野の地形地盤の特徴
仙台平野には、七北田川・名取川・阿武隈川などの河川および仙台湾に面した海岸線に沿って、種々の微地形が地表に見られ、地下には厚い沖積層が横たわっている（松本，1981）。仙南平野の亘理北部では、阿武隈川に沿った地域（牛袋～逢隈）に自然堤防、蛇行した旧河道と旧自然堤防、および後背湿地などの微地形が見られる（図 2）。自然堤防は後背湿地よりも数
図 1．仙南平野亘理地域の衛星画像（Yahoo! JAPAN を使用）。A：荒浜中学校、B：吉田中学校。

10 cm～3 m の比高をもった高まりを示してその上に集落が集まる一方、後背湿地は現在では水田となっている。海岸には旧阿武隈川の放棄河口から続く海跡湖が潟湖（鳥の海）として残る。亘理南部では、東側きない。
この単元の学習活動で推奨されている野外観察は、（浜吉田～花釜）で海岸線に沿った数列の浜堤列とそ山地や丘陵の地域に較べると、海岸平野の場合には露の間に湿地が帯状に分布し、比高数 10 cm～3 m の浜頭が極端に少ないため、観察適地を探すことが難し

堤上には集落・畑地がある一方、後背湿地はおもに水い。また、学習活動の最後に自然災害を認識するため田となっている（図 2）。浜堤列の西側には後背湿地に、地域に応じて、火山（噴火）または地震（震動）が拡がり、ほ場整備された水田となっている。仙南平の学習が選択されるが、海岸平野の場合は一般に火山

野の西には先第三系からなる割山地塁帯の高まりがから遠く、地震の跡を示す直近断層も地下に伏在してNNW─SSE 方向に延び、その東縁に新第三系（中新直接観察できるわけではない。

統・鮮新統）の地質からなる丘陵が細長く分布する。

海岸平野の形成で知るべき地学的現象としては、地丘陵は住宅地や果樹園となっている。このように、仙震や火山よりむしろ後氷期の海水準上昇（海進）やそ南平野では微地形に応じた土地利用形態が明瞭であの後の河川による埋め立てと海岸線前進の作用の方がる。

重要である。また、海岸平野の自然災害としては、地

上記の種々の微地形の地下には、それぞれ特有の地震に伴って生じる液状化などの地盤特性による災害、盤地質がある。すなわち、自然堤防や浜堤ではおもに津波災害、洪水による河川の氾濫や高潮などの水害、砂、後背湿地や旧河道では泥が卓越する。しかし、そさらには海岸侵食などが大きく、リスクも高い。実れらの堆積物の厚さは数 m 程度であり、下位には、際、仙台平野の場合には、そのいずれもが過去に発生

地下 20～100 m の深さにある鮮新統の基盤岩を覆っしたことが認められており（小池ほか編，2005）、特て、厚い沖積層が横たわる（図 3）。この沖積層は、に 1978 年宮城県沖地震では微地形の違いによる地盤松本（1981）によれば、砂礫の多い基底部～下部層、

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図 2．亘理地域の表層地盤区分図（左）と微地形区分図（右）。
「宮城県地震地盤図」から部分転写して使用。

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図 3．亘理地域の地質断面図。断面線は図 2 を参照。「宮城県地震地盤図」地質断面図をもとに、一部改変し作成。

泥・砂の卓越する中部層、貝殻片を含む砂を主とするる地層の観察のみにとどまり、堆積の過程や断続的な上部層に区分されており、下部が陸成層、中部が陸成地層の形成を見ることができず、堆積作用によって海層と海成層、上部が海成層である。中部～上部の海成が埋め立てられてゆくことも模していない。

層は、後氷期の約 9000 年前以後の急速な海水準上昇

こうした問題を克服するため、著者らはすでに前報によって拡がった浅海域で、約 8200～1000 年前に堆（大滝・川村，2007）において、流水モデル実験器の積したものと推定されている（Matsumoto，1999）

検討を行い、川の三作用（侵食・運搬・堆積）がすべて理解できるよう市販実験器の検討と新たな実験器の4．海岸平野の特徴を学ぶ教材の開発作製を行った。本研究ではさらに堆積作用を強調した

1）海岸平野形成の流水モデル実験器実験器を試作して、実際の授業で使用した。図 4 にそ日本における海岸平野の地盤地質は、その形成過程のモデル実験器と授業での使用のようすを示す。

から、地表部の陸成層の下位には海成層、さらに下位改良した流水モデル実験器では、前回の実験器におには陸成層が存在するという一般性をもつ。これは、いて、側面から堆積のようすを観察できる利点を活か

前述のように、後氷期の海水準上昇によって浅海とすとともに、授業時間内に水中での堆積作用が演示でなった部分が再び河川から排出される土砂で埋め立てきるように簡略化した。モデル実験器は、図 4 の 1・られて陸域となったことを物語る。こうした海岸平野

2 に示すように、半透明容器（今回は、アイリスオーの形成に至る現象を端的に理解するため、第 5 学年理

ヤマ（株）収納ケース、内寸 40×60×23 cm、ポリプ科の「流れる水のはたらき」から連続して、河口域～ロピレン製）を使用し、片側に排水用の孔を空ける。

沖合における川の運搬・堆積作用を主題とした授業展

容器中の半分に油粘土を敷きつめ、土砂の流れを誘導開が望まれる。

する流路を成型する。その際、流路から排出される土第 6 学年理科の教科書や参考資料では、学習単元「大地のつくりと変化」の地層形成のモデルとして、砂の断面を観察できるよう、流路口を容器の壁面に近くする。

混濁させた砂・泥水を樋から水槽に何度か流し込ん

授業で使用した結果、試作した実験器は、児童の理で、水槽の下に沈んだ土砂の層を観察したり、密閉容解を進める上で極めて有用であることが確かめられ器に入れた砂・泥・水を混濁させて沈降させ、層状にた。実験器内の片側に盛り上げて湿らせた砂泥にパイ分離（級化）したようすを観察したりする実験が示さプで注水（400 ml／秒）をし、その後パイプ数を増やれている。しかしこれらの方法では、堆積の結果であして給水量を徐々に増やしてゆく。給水後約 10 分で─ 67 ─

小学校理科での海岸平野の地形地盤の学習と防災教育

図 4．堆積を強調した流水モデル実験器。1：容器中の油粘土の成型。2：成型した油粘土の断面。3：給水 30 分後のようす。
4：滞水部のようす。5：滞水部の断面。

流路が埋まって、容器片側の滞水部に流水口から砂泥日本～仙南平野と表示範囲を変えてゆき、次に立体表が排出される。約 30 分後に滞水部は、流路口付近で現にして仙南地域の地形の概要を把握させた。特に、扇形にたまった砂とその先のシルトの懸濁水で占めら

亘理─相馬地域は、双葉断層に沿ったリニアメント地れる。滞水部の側面では、砂が層をなして次々に堆積形が明瞭であり、それを横切って流れる阿武隈川のよしてゆくようすが見られる。こうしたことから、川かうすを児童自らパソコンを使って確認した。次に、国ら運搬された土砂が河口でデルタをつくり、それが前土地理院発行の空中写真を表示して、亘理地域のさら進して海を埋め立ててゆくことを実感できた。に詳しい集落や土地利用のようすを把握させた。

2）地形地質情報の活用

地形情報と合わせて、地域の地質情報は、平野の地学習単元「大地のつくりと変化」に関する教材とし

盤と土地のなりたちを知る参考資料であり、かつ一部て、地図・空中写真などの活用例は少なくない。しかは教育的素材となる。地質分布の概略は、産業技術総し、特に海岸平野の場合には、河川～海岸までをカ合研究所地質情報センターホームページの 20 万分のバーする範囲から身近な微地形を示す範囲まで、認識

1「シームレス地質図」で知ることができ、さらに詳すべき空間スケールの幅が大きい。さらに、それと合しい地質は地質調査総合センター（旧地質調査所）発わせた平野地下の地盤地質を知るためには、種々の地行の 5 万分の 1 地質図幅で得られる。地質図はあまり質図等も必要となる。

一般に知られていない面もあるが、地域の地質を知る

地域の地形情報は、衛星画像、空中写真、地形図か上で基本資料であり、学区域の地質分布の把握に利用ら得られ、近年ではインターネットで簡単に入手するできる。しかし、5 万分の 1 地質図幅では平野地下のことができる。特に衛星画像 Google Earth では、ス沖積層の詳しい情報は少ないため、大縮尺のさらに詳ケールも自在に調整でき、さらに立体表示もできるた

しい地盤図等も参考にできる。本研究では、「宮城県め、学校現場での教材活用も進んでいる。空中写真

地震地盤図」（宮城県，1985）の微地形区分図・地盤は、国土地理院ホームページの「国土変遷アーカイ区分図・地質断面図（図 2・図 3）を参考にして、仙ブ」で閲覧でき、衛星画像の解像度では難しい比高数南平野の地盤地質を確認した。さらに、国土地理院

10 cm～数 m の微地形を把握することができる。まホームページで閲覧可能な 2 万 5 千分の 1 土地条件

た、実体鏡を使えば、国土地理院ホームページで 2 万図、5 万分の 1 地盤高図、20 万分の 1 土地利用図など

5 千分の 1 地形図を立体視して閲覧できる。の主題図も参照とした。こうした地質図や主題図類

実際の「大地のつくりと変化」単元の授業では、導は、読図が難しいため、授業で児童に直接提示するこ入として、衛星画像（Google Earth）を使って、東北とは難しく、多くは教師の参考資料として利用され─ 68 ─

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る。しかし、プレゼンテーションソフトで衛星画像（文部省，1999）でも示され、教科書（例えば、東京（または空中写真）と重ね合わせて示すことによっ

書籍中学校理科第 2 分野上）にもそうした例が掲載さて、微地形の分布と表層地盤との対応は示すことが可れている。この方法は、地下での地層の拡がりを知る能である。

ことをねらいとするならば、小学校でも十分適用できさらに、地域の災害予想図（ハザードマップ）は、るとみられる。実際、仙南平野では、小中学校などの単元最後の学習活動として活用すべきものである。現

施設建築の際に地盤調査が行われ、そのボーリング地

在全国の県・市町村で防災地図が発行され、各ホーム質試料（コアや抽出サンプル）が各市町村に保管されページでも公表されている。仙南平野の亘理町では、ている。ボーリングは沖積層全体を掘削したものは少2006 年に洪水や土砂災害の予測地区を示した防災ないものの、多くは表層の陸成層を掘り抜いて上部層マップが公布されるとともに、町ホームページでも閲まで達している。亘理地域の沖積層は、上部層が比較覧しダウンロードできる。それによれば、標高約 1 m

的淘汰がよい砂で貝殻片が混じることがあるため、そ未満の後背湿地で洪水による浸水が予測されている。

れが海成層であることが容易にわかる（図 5）。

地盤災害としては、現時点では、内閣府ホームページ

地形情報で得た微地形を知るため、現地で実感し確の地盤災害予想図「表層地盤のゆれやすさ全国マップ認することも野外観察としては有効である。自然堤防（宮城県）」や宮城県ホームページ危機対策課の「地震や浜堤と後背湿地との高さの違いを実際に歩いて確認

被害想定調査報告書」等がインターネットで閲覧できするとともに、土地利用形態の違いを認識することる。それらによれば、仙南平野では、地盤災害（地震は、児童でも十分可能である。特に自然堤防や浜堤が動・液状化）は阿武隈川周辺で大きいことが予測され高くて、砂地で水はけのよいために宅地や畑地となっている。ただしその被害予測の解像度は低いため、上ているのに対して、後背湿地が低くて水田になってい記の地盤区分図によって確かめる必要がある。

る点に気づかせるようにする。

3）野外観察方法

海浜砂をルーペや実体顕微鏡で観察することによ

海岸平野において地盤地質が観察できる適地は、地り、それらが平野を流れる河川や海岸を洗う沿岸流で下を掘削した工事現場などを除けば、極めて限定され運搬されたことを理解することもできる。仙南平野のる。そこで、中学校理科第 2 分野の「大地の変化」で海岸の海浜砂には、石英・長石・雲母・玄武岩類・重は、野外観察に代えて、既存のボーリング試料を活用鉱物（角閃石・普通輝石）が多く含まれており、それして柱状図を並べて対比することなどが学習指導要領

らは阿武隈山地の花崗岩、および奥羽脊梁から東側の図５．地質ボーリング資料の例。Ａ：荒浜中学校。Ｂ：吉田中学校。位置は図 1 参照。

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山地～丘陵地帯に分布する新第三系火山岩類（高舘層どに基づいた社会科での学習内容が大きく関連する。など）や第四紀火山に由来するとみられる。実際に授また、地震や洪水に対する安全は、各個人または家族業で実体顕微鏡を用いて、荒浜地区の海浜砂と蔵王火の自主的対策が基本であることから、各自の日常の生山噴出物や阿武隈花崗岩の比較観察を行い説明したと活環境における不断の心がけを喚起する意味でも、学ころ、多くの児童は両者の関連性を納得した。

校や地域における避難（防災）訓練は極めて重要である。
防災教育関連学習の過程で、地域の災害の危険性をよく理解し、災害が発生した場合に地域の中で自ら行動できるよう防災意識を高めることが、防災教育のめざすところでもある。当然ながら、防災教育は初等教育で完了するものではない。中等教育から先、生涯にわたっても、初等教育で備えた知識や意識を風化させないように、地域の中で住民が相互に理解し反芻する風土をつくることも大切であろう。災害発生時には、多くの小中学校が区域の避難場所となる。そうしたこ

図 6．吉田中学校の地質ボーリング標本の例。陸成層の中粒砂。図 5 の B を参照。

5．おわりにとから、各学校が、学校教育から延長して地域の防災教育の役割を果たす意味は大きい。

─防災教育の基礎として─

最近、日本各地では、近い将来に発生が予想される巨大地震に備えて、防災教育への取り組みが積極的に行われるようになってきた。小学校でも、総合的な学習の時間として、教育委員会から指導教材の提供や外部講師派遣などによる授業、あるいは学校行事の一環として、実施例が多く報告されている。
防災教育は多岐にわたるが、自然災害という事象を知ることが第一であることは言うまでもない。上述したように、自然災害は地域性をもつものが少なくない。自然災害がなぜその地域でおこるのか、また、さらに地域の中でどのように被災するのか、自然災害の図 7．防災教育に関連する理科学習単元と社会科学習単元の対応を示す模式図

一般的な現象やメカニズムのみならず地域特性についても、科学的知識を備えておくことは重要であり、小謝辞

学校理科「大地のつくりと変化」の単元学習はその基

本研究は、著者の一人・大瀧が亘理町立吉田小学校本となる。これを基礎として、さらに教科横断的に社において授業実践した内容の一部を基にしている。同会科などの他教科の学習内容と連関性を持たせ、ある校の小室秀一校長をはじめとする教職員からはご助

いは学校行事などとも組み合わせて、総合的に取り組言・激励をいただくとともに、授業を行った児童の応んでゆく必要があるだろう（図 7）。予想される自然答は教材開発の参考となった。亘理町教育委員会から災害に地域社会がどのように対処するのか、発生時のは、地質ボーリング資料の借用と公表を許可していた避難場所・経路、救護、情報伝達、ライフライン確保

だいた。ここに記して感謝する。などの対策方法などについて事前に知るには、地図な─ 70 ─宮城教育大学環境教育研究紀要

引用文献

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