地質ニュース643号，27 ― 29頁，2008年3月
Chishitsu News no.643, p.27 ― 29, March, 2008

鳴り砂実験を授業に生かす試み

兼子

1．はじめに尚知 1）・宮地良典 2）

来毎年鳴り砂実験コーナーを開設しており，地質標本館のイベントでも鳴り砂実験を実施し，いずれも多く

2007年10月22日に「砂の科学」と題して，鳴り砂実の来場者から好評を得ています（兼子, 2000；兼子ほ

験と地盤の液状化実験装置を作るという内容の研修

か, 2001；兼子ほか, 2003；2004；兼子, 2005；兼子を，地質標本館の多目的展示室で行いました．鳴りほか, 2006；兼子, 2007）．

砂の実験を小学校や中学校での授業に，どのように地質情報展の実験コーナーでは，通常，次のよう応用できるかを探ることが，この研修の目的です．参な説明および実験・体験を実施します．ただし，今回加者は残念ながら2 名にとどまり，多くの先生方にノの研修では4. のデータベース操作を省略しました．

ウハウを伝えることができたとは決して言えないので授業においても同様な流れを想定できるでしょう．

すが，鳴り砂実験を授業に生かすための最初の試みであり，今後の方向性を確認することができました．

0．鳴り砂の特徴や鳴る理由の説明
1．ワイングラスで鳴り砂を鳴らす

2．鳴り砂について「鳴り砂（鳴き砂）」とは，「キュッ！ キュッ！」と音がでる砂のことです．鳴り砂の浜を歩くと，足もとからここちよい音が響いてきます．音が発生する機構は・いろいろな容器で鳴り砂を鳴らして音を比べる
・いろいろな産地の鳴り砂の音を比べる
・何度も突いて音の変化を比べる
2．鳴り砂マップの標本作製
・国内の鳴り砂産地の一覧図のチェック

まだよくわかっていない点もありますが，鳴り砂の特3．水中鳴り砂「かえるすな」

徴は，1. 砂の構成粒子として石英の比率が高いこと，

4．
「鳴り砂データベース」の操作

2. 清浄な海水と適度な強度の波浪によって，砂の表面が洗浄・研磨されているためにとてもきれいなこと

今回の研修では，授業で学ぶことを重視して，次の（異物が付着していない）が挙げられます．波浪によ実験を追加しました．って磨かれる過程で，粒径が揃った砂になります．鳴A．ガラスビーズを鳴らしてみる

り砂は，ほんの少し汚れただけで鳴らなくなってしま

B．グラスハープを鳴らしてみる

うので，そこがきれいな砂浜である証拠となり，環境指標としての可能性をもっています．

3．鳴り砂実験の実施と要点

4．授業への生かし方
今回の研修を通じて，鳴り砂の実験をどのように授業に生かすかを考察してみました．

鳴り砂をワイングラスなどに入れて，木の棒で突く

基本は，鳴り砂を鳴らすという体験（実験）です．と簡単に鳴らすことができますので，実験そのものは地質情報展などの実験演示では，鳴り砂の音を聞い容易と言えます．実際，地質調査総合センターと地質たことがない方が多く，「砂が鳴るわけない」という先学会が共催する「地質情報展」においては1999 年以

入観が強いほど，鳴ったときの驚きも大きいという印

1）産総研 地質情報研究部門
2）産総研 地質標本館キーワード：鳴り砂，島根県大田市仁摩町，仁摩サンドミュージア
ム，琴ヶ浜，山形県飯豊町，かえるすな，授業2008 年 3 月号

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兼子 尚知・宮地 良典

象があります．この驚きが鳴り砂への興味となります

れる石英はガラスの原料となることを理解すれば，ガので，なによりまず鳴らしてみるということが重要であラスで代替できないかという発想につながります．

ると考えられます．鳴る理由の説明は，体験後にして0.1mm〜0.2mm程度の直径のガラスビーズを用いるもよいでしょう．説明の骨子は，石英の比率が高いこことにより， 鳴り砂 実験を行うことができます．ガラと，清浄な海の波の作用で砂が磨かれているためにスビーズを蒸留水で煮沸洗浄して乾燥させると，鳴りその表面がきれいなことの2点です．鳴り砂が鳴るメ

砂としての特性を発揮します．また，食器洗いで音がカニズムは完全に解明されているわけではないもの出ることを説明すれば，「グラスハープ」
も鳴り砂と似の，砂の表面がきれいであることにより，砂粒表面のた現象として，実験に組み込むことができるでしょう．

摩擦係数が大きくなり，砂粒が擦れあったときに大き鳴り砂は，様々な分野の交流点であり，いろいろなな振動が発生して音になると考えられています．この側面を併せ持つ素材であると考えられます．すなわ

現象を理解させることは難しいと思われますが，ガラ

ち，鳴り砂の砂浜ができることは地質現象であり，石ス磨きや食器洗いのときに，汚れを落としてきれいに英が豊富な地質を後背地に有し，砂が海岸に供給さなったガラスや食器が「キュッ！ キュッ！」と鳴るというれること，さらに砂浜が形成されて，清浄な海水と波経験があれば，それに照らして理解が急に進むようで浪により砂が洗浄・研磨されることは，地質学や地形

す．次の段階として，容器を変えたり，異なる産地の学，海洋学の研究分野といえるでしょう．鳴り砂の音

鳴り砂を用いたり，突く回数によって音が変化するこを調べることは，音響学の分野です．鳴り砂の音をとなど，比較をさせるとよいと思われます．それぞれ，オシロスコープなどで解析して，波形や周波数分布を生じる違いの原因を考えることにより，考察力を高め調べることは，鳴り砂の比較研究を行う際には基本ることにつながるでしょう．となります．最近では，パソコンと安価なマイクを準

鳴り砂マップの標本作製では，数カ所の鳴り砂を備して，音声解析のフリーソフトウェアを導入すれば，それぞれ日本地図の該当箇所に，両面テープで貼り手軽に音を調べることもできます．鳴り砂の音が発生付ける作業を行います．手を動かして標本を作るこするメカニズムの解明は，物質の表面科学の分野ととによって，作業に集中させることができます．並行なるでしょう．物質表面の究極のきれいさが起こす摩して鳴り砂の産地一覧図をみせ，どこに鳴り砂がある擦現象が，鳴り砂そのものであるといえます．さらに，かという説明をします．標本が完成したら，自分のも鳴り砂は，環境指標としてとらえることができるかもしのとなりますので，作業に対する意欲も湧くことでしれません．きれいな海がなければ鳴り砂の浜はできょう．この標本を実体顕微鏡で観察すれば，砂の構ませんし，海が汚れたり，波や沿岸の海流条件が変成粒子の多様性や砂の美しさそのものの学習にもな化すると鳴り砂の浜は失われてしまいます．日本にはります．

多くの鳴り砂の浜がありますが，海岸の汚染や工事

水中鳴り砂とは，鳴り砂の中でも特殊なもので，によって，いくつかの浜では状態が悪くなりつつある

水中でも音を発生する鳴り砂をさします．山形県

ようです．その音色を通じて，鳴り砂の浜の保全や自いいでまち

飯豊町では，これを玩具として「かえるすな」という名然環境保護のことについて考えるきっかけとなるでし

称で販売しています．この名称は，その音が蛙の鳴ょう．また，鳴り砂の浜では，古来より伝説が生まれ，き声そっくりであることに由来しますが，鳴り砂の多それは浜の名称にも現れています．鳴り砂にまつわ様性を楽しみながら知ることができます．

る文化の醸成を調べたり，鳴り砂を観光資源として今回は省略しましたが，島根県大田市にある仁摩みることもできます．

サンドミュージアムで製作した鳴り砂データベースをパソコンで操作して，各地の鳴り砂の情報を得られます．
どの学校でも鳴り砂を自由に入手できればよいのですが，それはなかなか難しい問題でもあります．そ5．授業応用への問題点と解決策
鳴り砂を授業で使うことの最大の問題点は，その入手方法です．

こで，人工的に作成した代替物を用いて，鳴り砂を学校所在地の近くに鳴り砂の浜があればよいので擬似的に体験することを考えます．鳴り砂に多く含ますが，そのような条件は極めて特殊といわざるを得ま
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せん．幸いにして鳴り砂の浜が学校のすぐそばにあるかという，技術面での検討が必要と考えられます

るならば，地元の利を生かすことができます．例えが，これは現場の先生方のご協力がなければ実現不ば，課外活動で年間を通した浜の変化を調べたり，可能です．鳴り砂を授業に生かしてみたいという先

豊富に手に入る材料を使って様々な実験を重ねるこ

生方からのご連絡があれば，ぜひとも授業素材としてとが可能でしょう．遠足や校外授業の機会に鳴り砂の開発に取り組んでみたいと考えています．の浜を訪れることができれば理想的で，このような自然体験は何物にも代え難い利点があります．ただし，当日の天候に左右されるなど，不確実性を伴います．
鳴り砂の浜が近くにない場合，鳴り砂浜の近隣の知人がいれば送付してもらうこともできますが，必ずしも実現するとは限りません．鳴り砂を確実に入手する方法として，鳴り砂の販売を行っている理科教材販売会社がありますので，インターネットなどを利用して探してみるとよいでしょう．
鳴り砂の入手が困難な場合は，ガラスビーズを代替品として使用することもできます．グラスハープをはじめとして，食器洗いやガラス磨きのように，類似の現象を体験することも効果があると考えられます．

文献兼子尚知（2000）：「鳴き砂（なきすな）」を鳴らそう！ 地質ニュース，no.547，58−60．
兼子尚知・志波靖麿・有田正史・宮地良典（2001）：鳴り砂の音色−自然がくれた贈り物−．地質ニュース，no.560，57−58．
兼子尚知・志波靖麿・宮田雄一郎・高下昌也（2003）：不思議な鳴り砂を鳴らしてみよう！ 地質ニュース，no.583，44−45．
兼子尚知・志波靖麿・宮田雄一郎・高下昌也（2004）：不思議な鳴り砂を鳴らしてみよう！ 地質ニュース，no.594，54−55．
兼子尚知（2005）：自然の不思議「鳴り砂」！ −琴引浜−．地質ニュース，no.614，62−63．
兼子尚知・宮地良典・納口恭明・有田正史・志波靖麿（2006）：粒子を用いた 動きと音の 地質の実験．地質ニュース，no.618，37−38．
兼子尚知（2007）：地質情報展2006こうち 自然の不思議「鳴り砂」．
地質ニュース，no.638，4−5．

以上に挙げた鳴り砂の実験では，小・中学生には難しすぎる内容も多いので，授業に取り入れることが困難な場合もあるでしょう．今後はどのような内容であれば，生徒の興味を維持しながら授業を構成でき2008 年 3 月号

KANEKO Naotomo and MIYACHI Yoshinori（2008）A trial of
making the best use of musical sand experiment forteaching.

＜受付：2008年1月15日＞