日本科学教育学会研究会研究報告

Vol. 31

No. 8（2017）

活断層に関するモデル実験
‐野島断層から近畿地方のネオテクトニクスを探究する理科授業‐
Experimental study on active faults: Active learning fromthe Nojima fault to the neotectonics of Kinki region
榎悠希1・川上紳一
Yuki ENOKI and Shin-ichi KAWAKAMI
岐阜聖徳学園大学
Gifu Shotoku Gakuen University[要旨]断層の変位によって地層に食い違いが蓄積していく様子を調べる活断層モデル実験器を製作した．事象提示として野島断層を示し，活断層モデル実験器と近畿地方の衛星画像を用いて，大規模地震の繰り返しによって近畿地方の地形発達が起こっていることを実感できる学習プロ
グラムを構想した．活断層の変位の蓄積によって地形発達が起こることを理解したうえで，近畿地方の衛星画像を提示して，活断層がどこに分布しているかを探る学習へと展開した．
キーワード：活断層，近畿地方，ネオテクトニクス，活断層モデル，探究学習

１．はじめにとなっている（笠原・杉村，1978）．活断層に 次期学習指導要領では，アクティブラーニ

ずれが生じることで地震が発生することから，ングの視点から理科授業の改善が求められて地震の発生メカニズムや活断層に変位を生じいる．地学分野では教室での実験・観察が困させる力をプレートテクトニクスに基づいて難な事象が多く含まれており，探究的な学習解明しようという研究が行われている．将来を促す実験教材の開発や，それを活用した学起こる大地震に対する防災意識を高めるうえ習プログラムの構築が求められている．

で，活断層や変動地形に対する知識をもつこ 1960 年代に地形学的研究から，日本列島のとが重要であると考え，活断層の断層変位の活断層が相次いで発見され，活断層の変位の観察からネオテクトニクスへと視野を広げる

蓄積によって地形の発達が起こっていることことを目指した探究的な学習プログラムを構が明らかになった(杉村，1973)．地質学的に新想した．

しい第四紀の変動地形とその形成メカニズム

とりわけ，近畿地方は，活断層が数多く存に関する研究は，ネオテクトニクスと呼ばれ，在しており，それらが盆地や平野と山地の境地球科学における重要な学問分野として発展界に位置しており，ネオテクトニクス研究にしており，地震予知の研究における重要な柱おける重要な地域である．藤田（1983，1985）1

兵庫県赤穂市立塩屋小学校― 1 ―日本科学教育学会研究会研究報告

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は，この地域を近畿トライアングルと呼んで，野島断層保存館の見学者に対し，野島断層のその構造発達史を論じている．本研究では，展示などを見学したあと，来館の目的，印象近畿地方のネオテクトニクスについて，1995に残ったこと，地震防災対策に対する意識な年の兵庫県南部地震・野島断層を導入としてどについて，聞き取りによる調査を行った．

用いた．また，野島断層から近畿地方のネオテクトニクスへと展開するための，活断層モデル実験器を製作した．本研究で制作した断層モデルは，地下の岩盤に食い違いを生じさせて，鉛直方向に変位が蓄積されるというものである．これは断層の変位の蓄積によって地形の発達が起こることを学習することを意図しており，従来の断層モデル実験器とは異図１．野島断層保存館のトレンチで観察される地なるものである．

層のずれ．

調査結果からは，兵庫県南部地震での体験
２．兵庫県南部地震・野島断層

を思い出し，地震に対する怖さや揺れの激し 1995 年 1 月 17 日に兵庫県南部を襲った地さを実感しているが，将来どこで地震が発生

震は兵庫県南部地震と名づけられた．この地するのか，また活断層は繰り返し活動して地震のマグニチュードは 7.2 で，6000 人を超え震を発生させるといった大地震の再来性や地る犠牲者を出した．神戸の市街地を襲ったた

震災害に対する将来予測に対する意識はほとめ，高層ビルの倒壊，高速道路の橋脚への被んど見られなかった．こうした実情を踏まえ，害，海岸部での地盤の液状化など，多様な被活断層の見学から，地形発達のしくみを理解

害をもたらした．この兵庫県南部地震で淡路したうえで，地形を読んで活断層の分布を探

島北西部に野島断層（全長 10km）が現れた．

るという流れで，学習プログラムを構想した．

その北東延長線上に被害が帯状に集中し，六甲山地とその南の平地の境界部に，活断層が４．活断層の変位蓄積に関する実験教材

分布しているのではないかと考えられた．

 断層の変位によって，地層に食い違いが蓄積していく様子を調べる活断層モデル実験器

３．野島の断層の教材化と学習プログラム

（図 2）を製作した．アクリルケース(5×20

現地見学を行って事象提示のための資料を×13.5cm)の下部に発泡スチロールを入れて確保した．野島断層保存館でみられる断層変基盤とし，カラーサンドで地層を作り，基盤位（図１）を写真撮影し，学習者に断層変位のに断層変位を生じさせた．発泡スチロールの様子を示す動画コンテンツを作成し，学習プ

基盤にはねじを取り付けてあり，下から押しログラムにおける事象提示に使用した．また，上げることで鉛直方向にずれを生じさせるこ― 2 ―日本科学教育学会研究会研究報告

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No. 8（2017）とができる．この実験から，活断層のずれに授業の導入では，兵庫県南部地震や野島断よって，カラーサンドで作った地層に変位が層に関して教師が説明を行った．野島断層保蓄積し，長い年月の間に平地と山地ができる存館の写真をもとに，1995 年の地震にともなことがわかるというものである．ってこの断層が左横ずれ変位と鉛直方向の変位が生じたことを確認した．
次に，内陸地震の活動は千年から 1 万年に一度程度であることから，こうした時間スケールで，同様の地震が繰り返すことを探究するという課題を提示した．用いる教材として，
活断層モデル実験器と，地層の堆積をシミュレーションするカラーサンド（図２）を各班に配り，実験の進め方を説明した．

図２．活断層モデル実験器．

５．衛星画像で活断層を探す
 近畿地方の衛星画像から平地と山地の直線状の境界（リニアメント）を見つけ，断層がどこを走っているかを探究させる．高解像度の衛星画像（（株）アートバンク）をプリントし，トレーシングペーパーを使って，海岸線や活断層の位置を記入させる（図３）．
図４．実験を行う学習者．

(2)活断層の変位蓄積に関する実験 実験を行うにあたり，ワークシートを配布し，手順を説明した．発泡スチロールで作った基盤はアクリルケースの底部に配置し，まず粒径の粗い砂で地層を作る．その後異なる色の砂を用いて水平の地層を２層作成する．
そのあとは，一方の基盤を押し上げて断層変

図 ．近畿地方の衛星画像のプリント．

６．授業実践位を生じさせるか，カラーサンドで地層をさ 本研究で開発した学習プログラムの実施にらに重ねていくかのどちらかを 1 回のステッ要する時間は 90 分である．授業実践は，岐阜プとして行う．最終的に地層は 6 層，断層変

聖徳学園大学教育学部理科専修 1 年生を対象

位は 3 回行って，時間の経過とともに，地層に実施した．の形成と断層変位の蓄積がどのようになるか(1)授業の導入を調べた．

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No. 8（2017）①②③④

図５．実験結果の例．①～③は成功例，④では，基盤をずらしすぎて，大量の砂が下に落ちてしまった．

 この実験の結果から，活断層の変位の蓄積た．

によって，隆起した岩盤のほうが地形的に盛り上がることを理解させることができた．ま７．アンケート調査結果

た，断面を観察することにより，古い地層ほ 授業後にアンケートを実施して，学習状況どずれが大きいことが読み取れた．学習者のを調査した．

記述には，基盤は断層面でずれているが，カQ1.活断層の活動と地形の発達の関係がわかラーサンドで作った地層は緩やかに曲がってったか？

いること，断層のところで，地層が乱れていこの質問に対しては，27 名中 21 名がわかっること，砂が断層面にそってこぼれ落ちていたと答えた．残り 6 名はどちらでもないと答るといったものがあった．

えている．

(3)衛星画像を用いて活断層を探す

Q2.活断層が存在する場所の見つけたはわか 活断層変位蓄積実験を受けて，近畿地方のったか？

衛星画像を印刷した資料とトレーシングペー

この質問に対しては，わかったが 19 名，どパーを配布し，この地域の地形的特長から，ちらでもない 5 名，わからないが 3 名であっ活断層がどこにあるかを調べる活動を実施した．

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どちらでもないが 11 名，できなかったが 7 名であった．
Q4.活断層モデル実験器は操作しやすかったか？
この質問には，13 名が操作しやすかったと答えたが，6 名は操作しにくい，8 名はどちらでもないと答えていた．
Q5.活断層モデル実験は面白かったか？
この質問に対しては，27 名全員が面白かったと答えている．

８．議論
(1)活断層からネオテクトニクスへと向かう探究学習は可能か
 本研究は，野島断層を導入として事象を提示したあと，活断層の変位蓄積について，モデル実験を行って調べ，その結果から活断層の活動の繰り返しによって，地形が発達してきたことを理解することを狙った．授業実践
後にアンケートからは，Q1 の結果のように78%の学習者は，本研究のテーマである，活断層の変位の蓄積による地形発達過程について理解できていた．この結果から，本研究で構想した学習の流れは学習者に伝わったものと考えられる．

図 ．学習者がみつけた活断層の例．
三方・花折断層帯，②奈良盆地東縁断層帯，③有馬‐高槻断層帯，④生駒断層帯，⑤中央構造線断層帯，(2)活断層モデル実験器の評価⑥鈴鹿西縁断層帯，⑦布山山地東縁断層帯，⑧養老

 授業後のアンケートでは，活断層実験器が‐桑名‐四日市断層帯．

操作しやすいと答えた学習者は約半分の 13名であった．カラーサンドで地層を作り，断Q3.衛星画像から活断層を見つけることがで層変位を側面から観察するため，容器は透明きたか？

アクリル容器を用いたが，コスト面から容器

この質問に，できたと答えた学習者は 9 名，のサイズを小さくしたため，断層変位によっ― 5 ―日本科学教育学会研究会研究報告

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No. 8（2017）て生じた地表の起伏を平野と山地といったスが不足していることを物語っているのではなケールで捉えさせるには不十分であった．教いかと考えられる．

材の改良点としては，横幅 30 センチ程度の大(4)活断層に対する興味・関心についてきな容器を用いることが挙げられる．

学習者は全員，活断層モデル実験は楽しかっ

次に，断層変位は基盤として用いた発泡スたと答えている．また，興味・関心は高まった

チロールを下から棒で押し上げることで変位と答えている．衛星画像をもとに活断層を見を生じさせたが，アクリルケースと発泡スチつけるという課題は高等学校の地学の教科書ロールの間に細かい砂粒が挟まってしまい，にも掲載されている演習問題である．本研究

発泡スチロール製の基盤を滑らかに動かすこのように，活断層モデル実験と組み合わせるとができず，砂がもれてしまった班があった．

ことで，学習者の興味・関心を高めることが用いる砂などさらなる工夫が必要である．

できるものと期待される．

(3)衛星画像から活断層を読み取る

９．おわりに 本学習プログラムの到達点として，衛星活断層モデル実験器を構築して，活断層か画像から活断層の存在する場所をみつけるこらネオテクトニクスへと発展させる学習プロとができるかを課題とした．授業実践で用いグラムを構築した．実験器具の改良など，解たトレーシングペーパーの記述から，多くの決すべき課題は多いが，学習者の興味・関心学習者が重要な活断層の存在に気づいているを高め，主体的に知識を獲得する探究的な学ことがわかった．しかし，Q3 の結果のように，習の手立てとして提案する．

すべての活断層を確認することができなかっ謝辞．兵庫県淡路市野島断層保存館では，たことから，活断層を見つけることは難しか写真撮影，ビデオ撮影をさせていただいた．

ったといった感想が多く寄せられた．

また，来館者の方々に対するヒアリングをさ こうした結果は，活断層の認定には不確かせていただいた．

さがともない，どの活断層が確実に活断層で引用文献あるといえるか判断が難しいことが挙げられ

笠原慶一・杉村新：変動する地球 I‐現在およる．こうした状況は，原子力発電所の敷地内

び第四紀‐．岩波講座地球科学第 10 巻，の断層に関する評価に際して，専門家でも意

296p，1978.

見が分かれるように，地球科学の分野では，杉村新：大地の動きを探る，岩波書店，236p，
1973.

答えが白黒はっきりしない問題が多く存在する状況と重なるものである．この学習プログ

藤田和夫：日本の山地形成論‐地質学と地形ラムを受講した学生は，物理や化学などの演習問題を解く勉強に慣れており，答えがはっ

学の間，蒼樹書房，466p，1983．
藤田和夫：変動する日本列島，岩波新書，228p，

きりしないような問題に対するトレーニング― 6 ―1985．