認定特定非営利活動法人 防災・減災サポートセンター

ぼうさい・げんさい Ｎｅｗｓ Letter
被災者ゼロを目指して
2023.8.10発行 サイエンスデイ2023特集号

防災・減災サポートセンターの目的
この法⼈は、不特定多数の市⺠・団体に対して、科学技術分野で助⾔・提案を⾏い、社会教育、地域づくり、地域安全、災害救援の⽀援、科学技術の振興の寄与に関する事業を⾏い、もって公益の増進と⾃然災害の防災・減災に寄与することを⽬的としています。

活動報告2023 6/24（⼟）
第3回運営会議および防災実験試⾏会（みやぎNPOプラザ）
第4回運営会議（東北⼤学川内北キャンパス講義棟C-403）
学都仙台宮城サイエンスデイ 2023（第17回）
⽇時：2023年7⽉16⽇（⾦）9時〜16時
会場： 東北⼤学川内北キャンパス
講座テーマ：
確かめよう！地震のゆれで起きること（地震波、液状化、共振の各実験）
主催：特定⾮営利活動法⼈ natural science
サイエンスデイオブザイヤー仙台市⻑賞内定

2023年度講座担当者の勇姿認定NPO法⼈

サイエンスデイの概要『こどもから⼤⼈まで科学の“プロセス”を五感で体験できる⽇』をうたい知的好奇⼼がもたらす⼼豊かな社会の創造にむけてを⽬標に2007年の第1回から数え17回⽬の開催になります。2023年は150団体113のプログラムで8,800⼈の参加でした。
参加団体は中学校〜⼤学、⼀般企業、NPOなど多岐にわたり、⼿弁当です。学会、⼤学、マスコミ、⽂部科学省、宮城県、仙台市などの⾃治体、企業などの後援があります。
参加団体は賞（AWARD)を創設し、その団体の基準でAWARDを授与します。今年は63賞でした。また、サイエンスデイオブザイ
ヤーという⽂部科学⼤⾂賞、宮城県知事賞、仙台市⻑賞などの賞もあります。
当ＮＰＯは、「役に⽴つ地学賞」を創設し、毎年授賞しています。授賞の基準は「地学にかかわる現象をわかりやすく解説し、⼈の⽣活にどのように関係しているかを興味深く解説している出展者に差し上げます」というものです。本年は東北学院⼤学⼯学部⽔⼯学研
究室、プログラム名；洪⽔に負けない町を作ってみよう！へ授賞しました。副賞には記念品と講演権を差し上げ、後⽇、技術サロンで話題提供をしていただいてます。我々⾃⾝は、賞を⽬的とせず、参加者ファーストを⼼掛けていますが、2016年にテーマ「⾃然の姿から備えを学ぶ〜地震波をつくってみようほか〜」の出展で、Sugars賞（東北⼤学サイエンスカフェ学⽣ボランティアS-cafeSugars）を受賞したことがあります。
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当法⼈は、今年サイエンスデイオブザイ
ヤーの仙台市⻑賞の内定をいただきました。

サイエンスデイの出展の経緯
サイエンスデイは年に1回開催され、今年で17回⽬になります。はじめて参加したのはNPO法⼈の設⽴年の2009年で第4回でした。
東北⼤学の⽚平キャンパスのさくらホールを会場にして開催した時です。したがって、東⽇本⼤震災以前から地震防災をはじめとした⾃然災害に関する実験や解説を主として、体験ブースや講座型の出展で参加しておりました。NPOの前⾝である公益社団法⼈⽇本技術⼠会東北本部応⽤理学部会の地震防災ワーキ
ンググループ、岩⼿⼤学地域連携推進センター（当時、横⼭隆三特任教授）と共同で出展しました。地震防災WGで作成した仙台市の地盤図や、前年の2008年に発⽣した岩⼿・宮城内陸地震の地震前後の衛星画像や、液状化実験などで⾃然災害の防災・減災の啓蒙活動の⼀環として参加しました。
2009年7⽉5⽇の第4回サイエンスデイの様⼦

サイエンスデイ2023の出展
タイトル；確かめよう！地震のゆれで起きること地震のゆれがもとで、さまざまな災害が発⽣します。三つの実験でいろいろな現象がおきることを確認しました。①地震波の実験；地震は突然起きて⼤きくゆれます。
地震の実験でP波とS波を⽬で⾒ることができました。②液状化実験；砂地盤で⽔が多いところでは地震のゆれで液状化がおきて、地表が⽔浸しになります。実験で液状化を起こしてみました。③共振の実験；⾼い建物は遠くでおきた地震でも⼤きなゆれかたをすることがあります。低い建物と⾼い建物はどのようなゆれが影響するのでしょうか。いろいろな実験をしながらその理由を考えてみます。夏休みの⾃由研究のヒントになるかも！

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出展の概要
出展は講座型で、講義棟の教室を⼀つ丸ごと使⽤して説明と実験を交互に⾏うスタイルでで⾏いました。
参加者は「⼩学⽣〜⼤⼈」とし、午前と午後各1回ずつ親⼦20名を募集しました。この結果、各回10〜16名の参加者でした。
参加者の感想などはアンケート結果にまとめました。
各実験の概要普段学校ではなかなかできない直接機械器具に触ることができる機会としてもらいたいので、できるだけ参加した⼩学⽣に実験に参加してもらいました。地震波の実験、液状化の実験、共振の実験の3種類を体験してもらいました。ＮＰＯ側では各実験の担当者が説明と実験を担当し、⼿作りで実験装置を作りました。
１．地震波実験（約35分）
１）⽬的
地震の揺れは感じることができますが、その正体を⾒ることはなかなかありません。ゆれる波はP波とS波という波に分かれます。これは、地震で発⽣した波の観測の結果わかったことで、この波を利⽤して緊急地震速報や地下の地盤調査などが⾏われています。この波は地盤の液状化を引き起こしたり、建物を揺らして被害を出します。特に最近は⾼層ビルに影響を及ぼす⻑周期地震動が注⽬されています。さらに斜⾯災害に結び付いてがけ崩れや地すべりのきっかけになります。
簡単な装置で、地震波の発⽣とP波、S波を⽬で⾒て確認できる実験をしました。また地震波の到達時間を計って、速さを計算してもらいました。震源はプレート境界を想定した装置を作り、参加者が操作して、地震を発⽣させてもらいました。
２）⽤意したもの①地震波実験装置
鋼棒、釣りのオモリ、輪ゴム、実験スタン
ド、タコ⽷、クリップ、⽵ひご、カラーボードなど②地震発⽣源（震源モデル）
板、スプリング、フックなど

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地震波実験装置（概念図）
地震発生源（プレート境界）
３）実験①実験装置と地震発⽣源（震源モデル）をつなぎ、オモリの振れを⽌める。
②地震発⽣源の震源つまみを回して地震を発⽣させる。
③震源で発⽣し、輪ゴムでつながったオモリの揺れを観測する（最初に進⾏⽅向の揺れ（P波）、次に進⾏⽅向と直交する揺れ（S波）が観察される）。
④震源と反対にあるオモリ、輪ゴムとつながった⽵ひごとカラーボードの動きを観察する。P波が到達すると⼩さくたて揺れし、S波が到達すると⼤きく横揺れすることを観察する。
⑤震源でゆれの発⽣は地震発⽣源で⼤きな⾳がするので、この時をゼロにしてP波（カラーボードの⼩さなたて揺れ）とS波が到達した時間を計測する。
4）実験の様子

地震波実験での観察の様子
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５）実験を終えてP波、S波を実験してもらうという試みはある程度成功したと感じています。しかし、保護者の中に地震波はなぜP波とS波に分かれるのかについて説明がなかったという意⾒をアンケートに書いた⽅がおられました。
これはたぶん⼩学⽣でも同じ疑問を持ったと思われますが、観察した結果P波とS波の存在がわかったのだという説明が不⾜していたのだと反省しています。「科学的なことはすべて理由があり、説明できるのだ！」ということではないということへの説明をもう少ししなければならないと感じました。また、地震波の速さを、時間を計測して計算してもらいましたが、現象より時間の計測に注意が集中する傾向がみられ、本来の動きをじっくり観察することができなかったような気がします。
P・S波の動きは感じてもらえましたが、速さや緊急地震速報については⼩学校低学年には少し難しかったと思われました。

地震発生源での操作
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3６）今後について対象が⼩学校低学年とあって、説明⽤のスライドの作成には漢字などの⾯で気を使いましたが、計測や計算もあり、全体として低学年よりは⾼学年向きと思われました。実験でやっている現象はわかったように⾒えますが、ほかの液状化や固有周期の実験の基礎だということが理解されないで終わったようでした。対象年齢を少し上げ、他の実験との関連を強調して、すべてつながっているのだということを説明したいと思いました。
２．液状化実験 （約30分）
１）⽬的
強い地震の揺れで建物が揺れて、倒壊したりがけ崩れが起きますが、地⾯がこれまで⾒たことのないような現象が発⽣して驚きます。砂地盤が液状化を起こして、様々なことが起きてインフラをはじめとして⼤きな被害になります。いったい、⾜元の砂層でどのようなことが起きているのでしょうか。
実際の液状化による被害状況を⾒てもらって、そのメカニズムを推し量るた
めに簡単な⽅法で砂層の変化を⾒てもらうことにしました。

３）実験①⽔槽に振動を与えることで、表⾯にどんな変化があるかを観察します。最初の被害写真で⾒たようなものを再現して確認します。全体に⽔がしみてきて、家屋や塔が倒れ、あらかじめ埋めておいた空ビンが地中から顔を出します。
②ペットボトルにしっかりと栓をして、逆さにして⽟ピンを砂の中に⼊れます。ゆっくりしていてはうまくいかないのはなぜかを考えます。⽟ピンが⾒えなくなったところで、ペットボトルに⼿か指で振動を与えてみます。⽟ピンはどうなるのかを観察します。（⽟ピンが沈むのは重いから、浮くのは軽いからその理由を考えましょう。）③少し重いですが、ペットボトルを逆さにして戻します。砂の上⾯に輪ゴムを巻きます。そして、⽵棒をペットボトルの⼝から砂層に⼊れて輪ゴムから⽵棒と⼝のところに合わせます。振動を加えると、砂層はどうなった、⽵棒はどんな動きをしたのかを観察します。
（液状化で重い電柱が傾いたりする理由を想定しましょう）

２）⽤意したもの①⽔槽に砂と⽔を⼊れ、その上に家や塔の模型、地中に空ビンを埋めたものを設置。
②ペットボトルに砂に数個の⽟ピンを⼊れて⽔を満杯にする。
③1500mlのペットボトルに1/3程度の砂を⼊れ、⽔で満たす。他に、起振⽤のバチ、輪ゴム、電柱様の細⽵認定NPO法⼈

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44）実験のようす

液状化実験装置（水槽の砂と水）液状化実験中（水槽）５）実験を終えて液状化とはどんな現象なのかについて、これまでも⽔槽の砂に振動を与えて、表⾯にどんな変化が現れるのかを実験としてやってきました。確かに砂遊びとしては、⾯⽩かったかもしれませんが、なぜ、どのようなことが液状化として地震時に起きるのかというメカニズム的なものには届いていなかったような気がしていました。
そこで、今回は砂地盤の地震時の挙動を、様々な⽅法で考えてもらえるようにと思い、固体だと信じていたものが、液体のようになってしまい、その結果どんな影響を受けるのかを頭に⼊れて提⽰しました。液状化は特異なもので、ゆれがあるだけで無気⼒になるという恐ろしいことが起こることを実感してほしいと思って、できるだけ⾃分でその現象を再現させるようにしてみました。描いたシナリオは、実際の液状化の被害状況を⾒せ、同じようなことを⽔槽で再現する→
⼀⼈⼀⼈がペットボトルで⽟ピンの挙動を観察して、どうしてこうなるのかを考える→⼤きいペットボトルで砂が振動を受けるとどんな変化があるのかを観察す
る→砂が増減したわけでない、⽔が増減したわけでもない、砂粒も⽔も変わっていないことに気づいてもらう。そしてねらいは、何か砂粒⾃体の挙動にありそうだというところに気づいてもらうということを⽬標としました。

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液状化実験中（ペットボトル）

実際の状況は、概ね液状化現象とはどんなものかについては理解してもらったような気はしますが、実験というよりも作業が主役で、メカニズムへの関⼼にまでは難しかったように思われました。その原因は、⼤きく次の点にあるように思われます。
１．実験はある意味、想定を⽴てて実証していくものであるということが失念していた。
２．⼦供たちが疑問に感じることを引き出す仕掛けがなかった。
３．液状化の現象だけに重きを置いていて、メカニズムへの誘導に⽋けていた。
以上のこと考えると、まずは、液状化の現象からさまざまな意⾒が出るようなキャッチボールをしながら実験で確認していくスタイルが良いのかもしれない。
６）今後について今回実験したペットボトルの砂中の⽟ピンの挙動だけでのやりとりを展開して、⼟粒⼦の構造と地震動との反応にたどり着くというシナリオを作成することが良いのかもしれません。そのために、以下に応えられるようなものを準備する必要があります。⾒せるものから考えさせるものへシフトし、⽐較実験を柱に考えたいと思います。
テーマも、液状化実験というよりも振動による砂地盤の変化（砂層の変態）ということで、

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①

⽟ピンは⽔に浮かないのに、振動を与えると砂の中から出てくるのはなぜ？
⽟ピンはどうして、砂の中に潜れるのか？ 砂の量を変えたらどうなるか？
② 砂が変化したのか、⽔が変化したのか？
③ どんな砂でも起きるのか？ 起きやすい砂とは？
④ 液状化で砂の厚さは変化したか？ なぜ変化したのか？
⑤ 液状化はどんなところでも起きるのか？ 海でも起きるか？
⑥ 電信柱が傾くのはなぜ？
⑦ 砂と⽔は平常時どんな構造か？ 地震
時どんな構造になるのか？
⑧ 液状化を防ぐにはどうする？ 液状化の条件は？
⑨ 液状化は重いものは沈むのはなぜか？などを、コミュニケーションをしながら納得感を得てほしいと考えています。

２）実験装置キャスター付きの板、プラスチック段ボールなど
３）実験①キャスター付の板（地盤）を揺らし、地震動を発⽣させる。
②揺らし⽅を変えて、⻑周期地震動、短周期地震動を再現する。
③板（地盤）上に⾼さの異なる建築物（プラスチック製段ボール）を置き、地震動による建物の揺れ⽅を観察する。

４）共振実験の説明と実験の様⼦共振実験の説明の様⼦

3.共振実験（約20分）
１）⽬的
地震が起きると、地⾯や建物がグラグラと揺れます。揺れ⽅（地震動）は、地盤や建物の⾼さなどで変わります。揺れが１往復するのにかかる時間を周期といいます。
建物には揺れやすい周期（固有周期）があり、地震による周期と建物の周期が⼀致す
ると揺れが⼤きくなります。これが共振です。
建物の⾼さと、揺れの⼤きさの違いを簡単な装置で再現できるようにしました。
実際に地⾯を揺らしてみて、揺らし⽅による建物の揺れの違いを観察することを⽬的としました。

共振実験の様⼦

共振実験装置認定NPO法⼈

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6５）実験を終えて建物に⾒⽴てたプラスチック段ボールは、⾼さの違いによる揺れ⽅を再現できたと思います。
⽔を⼊れた⼩瓶を置くことにより、⽔⾯の動き⽅で揺れの違いがより分かりやすくなりました。
キャスターを⽤いたことにより安定して、地震動を発⽣（板を動かす）ことができました。
⻑周期地震動と短周期地震動の再現は、地震動を発⽣する（板を動かす）実験者の感覚によることになりますが、実験に参加した⼦供たちは上⼿に周期を再現していたと思います。
プラスチック段ボールは安価で加⼯も容易なので、⾼さの違う建物を複数作成することができました。
６）今後について共振や周期は、⼩学校低学年では少し難しい内容であったと思いますが、ブランコなどの動画を使⽤して⾝近な現象から理解できるようにしました。
紙製の実験装置“紙ぶるる”を参加者に配布し、作成してもらいました。次回は紙ぶるるに加えて、プラスチック製段ボールのビルも参加者が作成することも良いと思います。⾼さの違いに加え、免振装置の有無なども再現できると、なお効果的であると思います。

地震波の実験では、⼩学⽣、保護者とも評価5（楽しかった）が圧倒的に多く、⼩学⽣で3（ふつう）が1名、保護者で4（⼤体楽しかった）が2名でした。参加した⼈はおおむね満⾜していただいたようです。
②液状化の実験

アンケート結果
講座の参加者にアンケートを回答してもらいました。設問は、年代、性別、各実験への説明、実験の評価（わからない；1〜よくわかった；5、楽しくなかった；1〜楽しかった；5）の評価とその理由です。最後に講座の感想を書いていただきました。
参加者の年代は⼩学⽣が8名、保護者が9名で、ほぼ同数でした。
性別では⼥性が10名、男性が6名、記載なし1名でした。
親⼦で来てくれ⽅がほとんどでした。
①地震波の実験
図中の縦軸は⼈数です。（以下同じ）

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7液状化の説明は⼩学⽣の評価が4と5、保護者は3〜5でした。全体として評価4,5が15名でほぼ満⾜していただいたようです。
液状化実験は評価5が13名と多く、4と合わせると15名で、楽しかった⼈が多かったようでした。

共振の説明は⼩学⽣で評価5が7名と圧倒的に多く、評価4の1名を加え、ほぼ理解できたようです。保護者は評価3が1名、評価4が3名、5が5名でした。全体として⾼評価と感じられました。
共振の実験は、⼩学⽣では説明と同じ傾向で、6名が評価5で、評価4は1名した。保護者は評価3が1名、評価4が2名、評価5が6名でした。全体としておおむね楽しめたようです。
ペーパークラフト紙ブルルは、好評でおみやげにもらって家で作りたいという感想がありました。
以上のように、各実験ともに評価4〜5が多くを占め、説明と実験は満⾜していただ
けたように思われます。

③共振の実験

今後の課題
コロナ明けの4年ぶりの通常開催で、いろいろ課題が⾒つかりました。防災と関連付けて講座を開催するには、参加年齢の引き上げや対話式の講座が効果的かもしれないという⼤事なことを学びました（Ｋ）

会員募集
特定⾮営利活動法⼈防災・減災サポートセンターでは、⼀緒に活動していただける会員を募集しております。また、いろいろな制約で⼀緒に活動できない⽅の賛助会員としての参加も⼤歓迎です。
年会費；正会員、賛助会員いずれも3,000円 （⼊会⾦なし）
お申込み⽅法
⼊会申込書に必要事項を記⼊して、事務局にメールまたは郵送などでお送りください。
（⼊会申込書は、下記のURLの「⼊会ご案内とご寄付のお願い」の「⼊会ご案内」の様式、内容でお願い致します）
2023年6⽉現在

正会員20名、賛助会員23名
法⼈賛助会員 2社

発⾏；認定特定⾮営利活動法⼈ 防災・減災サポートセンター
住所；宮城県富⾕市ひより台2-11-3
電話；022-358-9151
URL；https://bousai-support.or.jp/
メール；info@bousai-support.or.jp

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