Ask a geologis t!

地球科学者は語る

まるで地層から卵が産み落とされるような産状のコンクリーション（宮崎県）。

地層中に埋まるコンクリーション群（ニュージーランド）。

（写真提供／吉田英一）

どのような取り組みをされたのですか？
吉田 まずは地下研究所があるベルギーへ留学しました。
そこで 地 層 中 に 放 射 性 元 素 を 注 入 す る 実 験 を 行い、元素移動や拡散現象について研究しました。

立場から貢 献することが求められていました。「 社 会のために役 立つ研 究がしたい」 という 思いがあったので、原子力の研究機関に就職したのがきっかけです。

ジオサイエンスライター。 筑 波 大 学 大 学 院 生 命 環 境 科 学 研 究 科に在学。専攻は地史学・古生物学。「推し微化石」はコノドント。

インタビュー／福 島 佑一

タイムカプセル「コンクリーション」はど うしてでき る

直 径 が 約 1. 5
メーション（ニュージ トル におよぶ 巨 大なコンクリーーランド）。

応用地質学者 吉田 英一氏に聞く

地 層 に 埋 ま る 卵 の よ う に 丸 い 石 。 叩 き 割っ た
断 面 には 、 良 質 な 化 石 を 含 む こ と が あ る 。 ま る でタ イ ム カ プ セ ルの よ う な 岩 塊 の 名 は 「 コ ン ク リ ーション 」。 化 石 の 研 究 者 に は 知 ら れ た 存 在 だ が 、成 因 につい て は 謎 も 多 い 。
さ ま ざ ま な 成 分 の コ ン ク リ ー シ ョン が あ る 中
で 、 と く に 炭 酸 カ ル シ ウ ムのコン ク リ ー ション につい て、 名 古 屋 大 学 博 物 館 の 吉 田 英一教 授 と 研 究チ ー ムが そ の 成 因 に 関 す る 論 文 を 発 表 し 、 大 き な
注 目 を 集 め ている 。

コンクリーションに出会うまで放 射 性 元 素を安 全に隔 離するにはどうすればよいのでしょう？
吉田 廃棄物をシーリングして、地下水と触れ合わないようにすることですね。 放射性廃棄物の場合、数万年以上に渡って隔離すべきなので、自然の力を借りるしかないと 考 えています。 そのとき、「コンクリーションを応用できないかな」と思い付いたのです。

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シーリング材として適当ということですか？
吉田 炭 酸カルシウムでできたコンクリーションに内 包される化 石が良 質 なのは、 堆 積 物 中の微 細な隙 間が、炭 酸カルシウムによってシーリングされ、 水との反応が抑制されるからです。しかも、数百万年以上もその状態が保たれている。シーリング材としてはベストな物質です。

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コンクリーションをシーリング材として応用するのに必要なことは何でしょう？
吉 田 まずはコンクリーションの成 因 を 知ることです。
これまでの学 説は推 定の域 を 出たものがありませんで「ネコマタギ」から謎を解く

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ジ オルジュ（ 以 下 ｇ） まずは、コンクリーション研 究を始めるまでの経緯をお聞きしたいです。 学生時代はどのような研究をされましたか？
吉 田 実は、 今と専 門が異 なりました。 大 学 院では、放散虫という微化石から地層の年代を調べていて。 当時は「この研 究を続けていけるかな 」 と悩むことが多かったですね。
では、 応 用 地 質 学 を 専 門にされたきっかけは何でしょう？
吉田 大 学 院 生だった１９８６年に、チェルノブイリで原発事故が起きました。このとき、放射性廃棄物を地下で長 期 間に渡って隔 離する「 地 層 処 分 」が話 題になりました。
当 時の日 本ではまだ研 究が進んでおらず、 地 質 学のg15
Vol.

INTERVIEW

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吉田 コンクリーション内 部と、 現 生ツノガイの軟 体 部の炭 素 量 と 同 位 体の値が一致しました。つまり、 生 物の軟体部が腐って生じた炭素と、海水中のカルシウムが反応し、炭酸カルシウムが沈殿したことを意味します。
これがコンクリーションの成因だったのです。

コンクリーションの形成速度は分かるのですか？
吉田 炭 素（ 重 炭 酸 ）の拡 散 速 度とカルシウムの反 応速度から計算できます。 直径が センチメートルほどのツノガイコンクリーションの場合、数週間から ヶ月程度で形成したはずです。
今までコンクリーションの形 成には数 万 年から数 十 万年かかるとされてきましたが、実際にはその数千分の１から数万分の１の速さだったのです。
コンクリーションの形 成 過 程は、 私が地 下 研 究 所で行った元素移動実験の、まさに〝天然版〟といえます。
思いがけず、留学経験が活かせた研究となりました。

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今回の研究成果は放射性廃棄物の地層処分へ応用できるのでしょうか？
吉田 「これだけ形成が速いなら再現実験ができる」ということで、 化 学メーカーと 協 力してシーリング材 を開発し、特許を申請中です。 将来的には、地層処分だ
けでなく、 劣 化したコンクリートやトンネルの保 守にも応用したいと考えています。

地球を飛び出すコンクリーション2した。 そこで 解 明に挑んだのです。
研 究の突 破口となったものは何でしょう？
吉 田 知り 合いの 古生 物 学 者に見せられた ツノガ イ のコン クリーションですね。 名
古 屋 大 学に移 籍した後の話です。

これは奇 妙 な 形をしていますね……。
丸くて センチメート
ルほどのコンクリーションから、 細 長いツノガイの殻が飛び出しています（写真参照）。
吉 田 コンクリーショ
ンを 割 ら ずとも 化 石の 正 体 が分かりま すよね。だから、古生物学者はあまり気に留めていなかったようです。 猫がまずい魚に見向きせず跨いでしまうのに似ているので、「 ネコマタギ 」 とも呼ばれています。

生物起源炭素によるコンクリーションの形成プロセス（例：アンモナイト）。

なぜ「ネコマタギ」に注目したのですか？
吉 田 炭 酸カルシウムに必 要 な 炭 素が、何を由来とするのか知りたかったのです。
ツノガイは現 生 種がいるので、 貝 殻や軟 体 部の炭 素 量や同 位 体の分 析が可 能で す 。 そ の 結 果 をコンクリー ションや化 石の値と比 較することで明らかにできるのではと考えました。

今後の研究の展望などありますか？
吉田 火 星や 北 米 などから 「 鉄コンクリーション」 が発見されています。 内部は炭酸カルシウムと考えられますが、表面は鉄で覆われているのです。 その成因も明らかにしたいです。

「ネコマタギ」
から火星まで研究が広がっていきますね。
吉田 でも、コンクリーションのためだけの研究をしているつもりはありません。コンクリーションという 〝自然現象から学んだ成果 〟を、技術として社会のために役立てる。 それが私の研究の 〝芸風 〟ですからね。

ありがとうございました。

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アンモナイトの軟体組織部
死後、軟体組織部から生成される腐食酸と海水中のカルシウムイオンが急速に反応し、コンクリーションが形成される

軟体組織部からの腐食酸が消費されるまで、コンクリーションはアンモナイトを覆うように成長する「ネコマタギ」とも呼ばれるツノガイのコンクリーション。球体から細長く伸びている殻がツノガイ化石。

吉田 英一 よしだ ひでかず埋没したアンモナイト
コンクリーション
CaCO3

実際の分析結果はどのようになりましたか？

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炭素成分からHCO3- が生成
HCO3- + Ca
= CaCO3炭素の供給口がコンクリーションのほぼ中心に位置する

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Ca2+（地層中の海水に含まれる） 海底に堆積した地層中

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15Vol.

宮崎県生まれ。名古屋大学大学院理学研究科修了。核燃料サイクル開発機構（現・日本原子力研究開発機構）を経て、2010 年より名古屋大学博物館資料分析系教授。専門は環境地質学・応用地質学。
特に岩石風化や続成過程に伴う元素移動、水（地下水）との反応プロセス。

スナモグリ（甲殻類）のコンクリーション。ハサミの部分が良質な化石として包有されている。