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八章　地層の年代を決める

1 地質年代を決める方法　top

　�@　地質年代の二つの表わし方
　前の章にあげたいくつかの図には、縦軸に時間の軸がとってあり、年代が示してあります。
　瑞浪層群は中新世の地層だと昔からいわれてきました。
　それがいまでは、中新世の前期から中期のはじめと、より正確な年代が決められていて、およそ二二〇〇万年前から一五〇〇万年前までと、数字でも表わされています。
　こうした年代は、どのようにして決められたのでしょうか。
　地質年代には、大きくみて二つの表わし方があります。
　一つは絶対年代で、私たちが毎日使っている時間と同じものです。
　日本史を習うとき、大きなできごと、たとえば、大政奉還（たいせいほうかん）の年が一八六七年である、というのと同様な時間の目盛りです。
　もう一つは相対年代で、日本史で「××時代」というのと同じものです。
　四六億年の地球の歴史を大きく四つに分け、先カンブリア代、古生代、中生代、新生代とよびます。
　それぞれはさらに細かく区分されています。
　相対年代は、昔から化石を使って組み立てられていて、世界で通用する基準がつくられているのです。

�A　絶対年代をはかる 　図8-1は、瑞浪層群の年代についてのデータを示したものです。 　まず絶対年代ですが、これは瑞浪地域ではデータがありません。 　可児盆地の蜂屋累層の火山岩で、カリウム・アルゴン（Ｋ-Ａr）法という測定法を使って、年代が出されています。 　下から、二二・二、二〇・六、一九・八 （は百万年前を示す）の年代です。 　カリウム・アルゴン法というのは、放射性同位体を使って年代を測定する方法の一つです。 　放射性同位体、たとえばカリウムは、放射線を出しながら崩壊し、べつの元素（この場合はアルゴン）に変わる性質をもっています。 　この変化は一定の速度で進みますので、時間とともに、アルゴンの量がふえてゆきます。 　カリウムとアルゴンの質量の比がわかれば、それを含む鉱物ができた年齢がわかるのです。 　絶対年代は、数字で目盛りを入れることができるので、大変好都合です。しかし、どんなものでも測定できるわけではないので、データは必ずしも多くありません。 　このほか、フィッション・トラック法という方法も最近よく利用されます。 　これは、ウラン二三八（）の核分裂によってできた絋物中のきずあとをさがし、その分布密度によって鉱物の年齢を知る方法です。

図8-1　瑞浪層群の年代の基礎

　放散虫と珪藻は珪質、他の二つは石灰質の殼をもっています。
　これらは、大洋の表層近くのところに広く分布しており、緯度にしたがって分布を変えます。
　有孔虫とナンノプランクトンは低〜中緯度の地域、放散虫と珪藻は南極のまわり、赤道付近、北緯四〇〜五〇度付近に多く見られます。
　こうした微化石は、深海底のコア（海底から地下ヘボーリングしてとっだ資料）の中にもたくさん入っていて、それぞれの時代的な変化（中生代の白亜紀から現在まで）が調べられ、世界的なスタンダードがつくられています。
　そして、絶対年代や、あとで述べる古地磁気の変化とも、対応がつけられています。

　�C　有孔虫や珪藻が語る年代
　瑞浪層群でわかっている微化石は、有孔虫と珪藻です。
　有孔虫は宿洞相の中に入っていて、スタンダードのＮ8（ブロウという人がつくった区分のひとつ）に相当し、絶対年代でいうと、一六・五〜一五・五の間になります。
　珪藻は生俵層の中に含まれ、デンティキュロプシス・ラウク（）帯に属しています。
　これは、一五・七〜一四・六 にあたります。
　これらのデータをポイントにし、他のデータも参考にして、年代区分のわく組をつくります。
　たとえば、宿洞相には大型有孔虫のミオギプシナが含まれ、ヒルギシジミなどの熱帯系貝類が多いのですが、これは日本全体に見られることで、一六前後を示すのではないかと思われます。
　土岐夾炭累層の阿仁合型の植物は冷温性で、全国的にみると、一七・五以前のもののようです。
　土岐夾炭累層と本郷・明世累層、明世累層と生俵累層の間に見られる、非整合のギャップは、非整合面の性質からみて〇・五以下と推定されます。

　�D　古地磁気からもわかる年代
　相対年代を知るもう一つの方法が、古地磁気です。
　現在の地球では、地理上の北極・南極と、地磁気の北極・南極は方向が一致しています。
　しかし、地質時代には、地磁気の極が逆転して、磁北極が南極のほうにあったことが、何度もありました。
　地質時代の地磁気（古地磁気）は、岩石中の磁性をもった鉱物を調べることによって、ジュラ紀から現在までの磁極の変化のようすがわかっています。
　これは、白（逆＝リバース）と黒（正＝ノーマル）の縞によって図の上に示され、時代によって縞模様には相違があります。
　このスタンダードと、ある場所ではかった古地磁気の縞模様とをくらべて、地層がどの時代のものに相当するかを決めるのです。
　瑞浪では、本郷―明世―生俵累層の古地磁気が測定されていて、本郷累層の下位の点がノーマル、それより上はリバースになっています。
　このことを、微化石のデータと関連させてみると、明世（あけよ）累層のリバースは、古地磁気のエポック16にあたり、Ｎ8に相当することになります（図8-1を参照）。
　生俵（なまだわら）累層のリバースは珪藻を対応させて、エポック15の中にあるリバースと考えると、うまく理解できます。
　以上にお話してきた、いろいろなデータを組み合わせて、お互いに矛盾（むじゅん）しないようにしてつくったのが図8-1というわけです。
　少し無理な点もありますが、これからもっとデータをふやせば、不十分なところも解決できると思われます。

　2 古い瀬戸内海の地層　top

　�@　古い瀬戸内海にたまった地層

　つぎに、もう少し広い地域に目を向けてみましょう。
　瑞浪層群によく似た地層が長野県の伊那谷から西の、中部・近畿・中国地方の各地にも、点々と分布しています（図8-3）。
　これらをまとめて、瀬戸内中新統とよび、それらが分布している地域を瀬戸内区とよんでいます。
　分布のようすを見るとわかるように、太平洋側と日本海側をななめにつないで、細長く伸びています。
　九章でくわしく説明しますが、これらの地層はほぼ一つの水域（第一瀬戸内海）でできた、同じ時代のものです。
　いまの瀬戸内海に似た、浅い内海があったものと考えられています。
　瀬戸内中新統は、つぎのような特徴をもっています。
　　1　地層が薄くて、横の方向へ岩相（地層の顔つき）が変りやすい。
　　2　いちじるしい褶曲（しゅうきょく）構造がない。
　　3　非整合とよぶ、地層の間のギャップが見られる。
　　4　基盤になっている岩石に凹凸が多い。
　　5　火山活動は一般に弱く、地域的にも限られている。

　�A　各地の瀬戸内中新統を対比する
　ところで、瀬戸内中新統は同じ時代の地層である、といいましたが、本当にそうでしょうか。
　地層の厚さはさまざまで、一○○○メートルをこえるものから、二〇〇メートルたらずのものまであります。
　海成層や湖成層もあります。
　地域的にも、東西五〇〇キロメートルにもわたって広がり、その性質は一様ではありません。
　このように点々と分布している地層を対比（はなれた地域の地層をくらべ、相互の関係を決めること）するのは、大変むずかしいことです。
　瑞浪のところで登場した絶対年代や微化石、古地磁気などのデータが、他の地域にもあれば、それを手がかりにすることができます。
　まだ十分ではありませんが、いくつかのデータはあります。
　絶対年代では、鳳来寺（ほうらいじ）山（愛知県）の設楽（しがら）層群の火山岩と、奈良県室生（むろお）山の火山岩に、測定データがあります。
　浮遊性有孔虫は、一志（いちし）層群・阿波（あわ）層群（三重県）、師崎（もろさき）層群（愛知県の知多半島）に、役に立つものが出ています。

　古地磁気のデータは、設楽、師畸、一志、土庄（とのしょう、小豆島）などの各層群のものがあります（図8-4）。
　これらのデータが鍵になるのですが、まだあまりにも少なすぎます。
　とても、対比ができるほどに十分な資料ではありません。
　そこで考えられたのが、瑞浪層群のように、貝化石群集によって古環境（特に海の深さ）を推定し、その変化のカーブを描いて比較する、という方法です。
　これは、瀬戸内区という地域で、ほぼ同じようなできごと、特に、海が入ってきたり退いたりする現象があった、と仮定しているのです。
　そうであるならば、カーブのパターンは似たものになるだろう、というわけです。
　各地の瀬戸内中新統は、地層や化石がよく調べられていて、この作業はスムーズに行われました。
　次々とカーブができてきます。

　�B　東と西での瀬戸内中新統のちがい
　これらを並べてくらべてみると、いろいろなことがわかってきました。
　まず大阪を境にして、東と西で瀬戸内中新統の性質にちがいがあるということです。
　そこで、それぞれの分布地域を東部、西部とよぶことにします。
　つぎに、代表的な場所は、瑞浪と一志だということがわかりました。
　瑞浪で認められた三つのユニットが、一志にもありました。
　しかし、一志では非整合はなく、地層が連続して重なっています。
　ユニットが一つ、または二つしかない所も出てきました。
　富草（長野県）や鮎河（あゆがわ、滋賀県）、奥山田（京都府）などがそれです。
　西部地域では、二つのユニットが普通にみられます。
　三つのユニットがある所は、それぞれを対比すればよいのですが、一つあるいは二つしかない所では、それを三つのユニットのどこへあてはめればよいのか、問題が残ります。
　なかなかむずかしいのですが、貝化石群集を細かくチェックし、地層の特徴（厚さ、火山灰質のものがあるかないかなど）、地層の分布、カーブのパターンなどを比較して決めていきました。
　その結果、東部と西部ではそれぞれ共通性が大きく、対比ができました。
　西部の二つのユニットの間にある非整合は、ほぽ瑞浪層群の上の非整合にあたり、東部地域の各地の地層に見られる�Uと�Vの境に相当することがわかりました。
　また、地層の性質、貝化石群集の内容、いくつかの時代を示すと思われる化石の層準なども、役に立つ手がかりとなりました。

　こうしてつくられたのが図8-5です。また、柱状図（図8-4）もこれにもとづいて並べてあります。
　なお、カーブをつくる基礎となった貝化石群集は、瑞浪の場合と同じようにまとめられています。

　�C　瀬戸内中新統の特徴
　このように、カーブをうまく使って対比ができたのですが、同時に、瀬戸内中新統の性格もはっきりしてきました。
　共通する点、ちがう点が見つかり、それぞれの地域でみられる古環境と、その移り変わりのようすが浮彫りになってきたのです。
　それをまとめてみると、瀬戸内中新統はつぎのような特徴をもっているといえます。
　1　三つの海進―海退のサイクルを示すユニットがあり、全体としても、大きい海進―海退を示している。
　2　三つのサイクルは、上部のものほど振幅（しんぷく）が大きい。
　3　東部地域（特に伊勢湾を中心とした地域）では、北に浅い海を示す堆積物があり、三つのユニットの間には小さい非整合がある（瑞浪層群で見られる）。
　　南には深い海を示す層があり、地層は連続的に重なっていて厚い（一志層群が代表的）。
　4　西部地域では、中国山地の中央に近い中心地域に浅い海を示す層があり、南と北に海が開く方向がある。
　5　貝化石群集をみると、�Uと�Vのユニットの間で、種のレベルで顔ぶれが少し変わる。

　�D　日本から世界へとつながる地層
　瀬戸内中新統は、日本海側、太平洋側の地層ともつなかっています。
　日本海側へは、西部地域の地層をつうじて、山陰地方の地層と対比できます。
　�Vのユニットの備北層群下部層は、川合（かわい）累層に、さらに、富山県の黒瀬谷（くろせだに）累層に比較できます。
　備北層群上部の泥岩層は、貝化石群集や岩相が、山陰地方の久利（くり）累層によく似ていて、この層に対比できます。
　さらにこの層は、富山県の東別所（ひがしべっしょ）累層まで、連続して対比されそうです。
　太平洋側では、静岡県の掛川地方に同時代の地層があります。
　貝類化石で見ると、�Uのユニットの泥岩中に含まれている化石が、倉真（くらみ）層群の群集に似ています。
　その上に非整合があり、上位の地層の西郷層群最下部にミオギプシナ（大型有孔虫）が含まれることも、よく一致しています。
　掛川地方の地層は浮遊性有孔虫がたくさん入っていて、日本のスタンダードになっています。
　有孔虫をくらべると、�Uのユニットを倉真層群のみに対比するのは無理で、西郷層群の下部も、�Uに相当することになります。
　こうした対比はさらに、太平洋の海底の地層や、太平洋をとりまく各地の地層にもあてはめられます。
　おそらくもっと広く、世界中に通用する対比となるでしょう。
　つまり、瀬戸内区だけでなく、広く日本列島全体、さらには太平洋のまわりから世界各地にまで、地層や化石がつながっているのです。
　そして、これを基礎にして、どんなできごとが各地でおこったか、それが各地に共通しておこっているのかどうかなど、いろいろなことがわかってくるのです。