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Index 一章 二章 三章 四章
一章 砂丘へのいざない
1 砂丘に魅せられた少年
@ 胸に焼きついた昔話
A スリバチとバルハン
B 開かれた砂丘研究の道
2 鳥取県の砂丘
@ 鳥取の川と砂丘
A 山陰側に多い砂丘
3 日本の砂丘
@ 砂丘と砂漠
A 砂丘の種類と定義
4 砂丘の母なる海
@ 海が生んだ海岸砂丘 |
5 砂丘にみられる地形
@ 横列砂丘と縦列砂丘
A 孤立したドーム状砂丘
B スリバチはバルハンと同じか
C 三種類のスリバチ器
D 自然の芸術作品――風紋
E 風紋と水中にできる漣痕との違い
F 風紋形成のメカニズム
G 砂丘の上の奇妙な小地形
H 砂丘のオアシス――湧水
I 砂嵐でけずられた三稜石
J 鉄のパイプ――高師小僧
K 砂のかたまり――サンド・キンデル |
1 砂丘に魅せられた少年 top
@ 胸に焼きついた昔話
一八八九(明治22)年、鳥取県気高(けたか)郡青谷(あおや)町の海岸近くに生まれた徳田貞一(とくださだかず)は、少年時代を自然の中で伸び伸びと生まれ育ちました。
山登りに熱中し、動物や植物の採集に興味をもち、中学生のころから、その成果を科学雑誌にたびたび投稿するほどでした。
父親は貞一を可愛がり、いつも昔話を聞かせてやりました。
その中でも貞一の胸に焼きついてしまったのは、一八六一(万延2)年の大嵐で一夜のうちに実家の北側の海岸に砂山ができ、それ以来、海鳴りの音が遠くなったという話でした。
鳥取一中(今の鳥取西高校)の三年生の夏休みのこと、貞一は近くの鹿野(しかの)町へ行くといって家を出たまま、四〇日もの間、ひとりで十一ヵ国(近世までの国のこと、因幡(いなば)、伯耆(ほうき)、美作(みまさか)、備中(びっちゅう)、備後(びんご)などの十一国)を歩いて旅をしました。
スリルと冒険に満ちたこの体験は、のちに大きく開花したようです。 |
図1-1 少年時代の徳田貞一
(十一国無銭旅行記から)
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後年『十一国無銭旅行記』と題して出版された回顧録によると、彼はこのとき以来、山陰の海岸に連なる砂丘の自然に魅せられ、やがて一生を地質学の研究に打ち込むこととなりました。
徳田貞一はその後、第八高等学校(今の名古屋大学)、東京大学へと進学し、一九一二(大正元)年の夏休みに帰省すると早速、鳥取砂丘の研究をはじめました(図1-1)。
A スリバチとバルハン
鳥取地方では、昔から砂丘に見られるアリジゴクの巣のような大きな半月状の凹地を、スリバチと呼んでいます。
貞一は西トルキスタン地方でバルハンと呼ばれている馬蹄形の砂丘の地形と、このスリバチとが同じものであると結論し、夏休みを終えて上京するとすぐ大学の談話会でこのことを発表しました。
彼は、引き続き研究をすすめ、一九一七(大正6)年、地質学の学術誌にその結果を「バルハンとスリバチ」と題して公表しました。
この論文は、日本における砂丘の地学研究の最初のものとなりました。
反響は大きく、鳥取砂丘を天然記念物として保存する必要があるとの気運がにわかに高まりました。
当時の地学界の第一人者山崎直方(やまざきなおまさ)、神保小虎(じんぼことら)、小倉勉(おぐらつとむ)らの諸学者が相次いで実地調査におとずれました。
しかし、鳥取砂丘は鳥取市にあった陸軍の第四十連隊が演習地として使うことになり、天然記念物の指定は戦後まで実現をみませんでした。
貞一は砂丘が粗末に踏み荒らされないことを祈り、当時流行した砂丘の斜面をすべる砂スキーや、遠足でスリバチをかけあがる子どもたちをハラハラしながら見ていた、と書いています。
それは、自然の力で砂が移動する以上に、人の力で砂が動かされ、砂丘がバランスを失って、スリバチがこわれるのを心配してのことでした。
B 開かれた砂丘研究の道
徳田貞一は大学を卒業した後、鉱山会社に入り、中国大陸での地下資源の探査に精力を傾けました。
一方、独創的な方法で日本列島の島弧の成因を論じた研究を続け、招かれてアメリカで行われた万国地質学会で発表したこともありました。
この研究は郷里青谷(あおや)の特産和紙を板に張り、横から力を加えたときにできるしわの列のでき方から日本列島の島弧の山脈に雁行(がんこう)配列(空を飛ぶ雁の行列のようにずれて並んだ配列)の見られる理由を考えたもので、今日プレート・テクトニクスと呼ばれるプレートの移動説のさきがけとなった研究であり、物理学者の寺田寅彦も賞賛したほどです。
また、中国大陸での仕事のかたわら黄土地帯の地形や地質の研究を続け、巧みなスケッチをまじえて次々と学会で発表しました。
貞一は、外国の砂漠や黄土の地帯にありながら、少年時代を過ごした郷呈の鳥取砂丘に想いを馳せつつ、仕事をすすめたにちがいありません。
つねに砂丘を想った一人の科学者によって、砂丘の地史をさぐる道が開かれたのです。
2 鳥取県の砂丘 top
@ 鳥取の川と砂丘
鳥取県は全国の四七都道府県の中で、人口は最も少なく、面積は全国で四一位、日本全土の約一%にすぎません。
日本海と中国山地にはさまれ、東西に細長く山地の多い県です。
中国山地の分水界が北に偏っているので、中国山地から日本海へ流れる河川はおおむね流長が短く、流れも急です。
鳥取県には東部に千代川、中部に天神川、西部には日野川がありますが、最も流路の長い日野川で八〇キロメートル、千代川で五七・一キロメートル、天神川にいたっては三四・二キロメートルしかありません。
ちなみに、日野川と同じく道後山(どうごやま、一二一二メートル)に源を発し、山陽側に流れる高梁(たかはし)川では流長一一一キロメートル、また、同じ道後山に源を発し、山陽側から中国山地を横断し島根県江津(ごうつ)市にそそぐ江(ごう)川では二〇〇キロメートルもあります。
中国山地には砂丘の砂のもとになる花崗岩(かこうがん)質の岩石が広く分布しており、これらの河川が中国山地に広く分布する花崗岩を侵食し、土砂を運搬して下流の平野を形成し、海に流れ込んだ砂が季節風で吹き寄せられて砂丘ができたのです(図1-2)。 |
図1-2 中国地方の花崗岩と中生代後期火山岩類の分布
(石原舜三、1974による)
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図1-3 鳥取県に分布する砂丘
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鳥取県には三つの大きな河川のほかにもたくさんの小河川があり、直接海にそそぐものには、河口部に小規模ながら砂丘や砂州ができています。
鳥取県の海岸では、これらの砂丘や砂州の発達した砂浜海岸と、リアス式の岩石海岸とが交互に並んでおり、海岸線の総延長は約一三〇キロメートルとなっています(図1-3、上)。
一般的に言うなら、大きい河川の海岸部には大きい砂丘ができており、砂丘の内陸側には湖山池・東郷池のような湖沼が発達しています。
日野川河口だけは他とちょっと違っていて、日野川の右岸には規模の小さい淀江(よどえ)砂丘があるだけですが、左岸には大天橋(だいてんきょう)と呼ばれる弓ヶ浜の砂州が、対岸の島根半島まで長くのびています。
その標高は平均五メートル内外ですが総延長は二〇キロメートルもあり、まさに大天橋にふさわしいものです。
A 山陰側に多い砂丘
兵庫県の山陰側にも砂丘が多くみられます。
しかし、その規模は小さく、香住(かすみ)、竹野(たけの)の砂州が比較的大きいほうです。
京都府の山陰海岸では丹後半島に網野(あみの)砂丘、函石(はこいし)浜、小天橋とも呼ばれる久美浜(くみはま)の砂州などがあり、宮津湾には有名な天の橋立(あまのはしだて)の大砂州があります。
一方、島根県では出雲地方に大社(たいしゃ)砂丘、差海(さしみ)砂丘、岩見地方に江津(ごうつ)砂丘や高津砂丘などがあります。
山陰地方の砂丘は規模の大小はあれ、よく似た地形をしています。共通する点として、砂丘の背後の内陸部が低平な平野で、潟湖や湿地が見られることです。
しかし、あとで述べるように、砂丘の構造、形成期などをこまかく検討すると、各砂丘に個性があり、それぞれになんらかの特徴があります。
砂丘の砂の原料となる花崗岩が広く分布している同じ中国地方にありながら、山陰側に砂丘が多く、山陽側では砂丘の発達が悪いのは、季節風や海流・海底地形の影響が大きいためだと考えられます。
3 日本の砂丘 top
@ 砂丘と砂漠
鳥取砂丘は明治時代以降浜坂砂丘と呼ばれていましたが、江戸時代には砂丘という用語はあまり用いられず沙漠とか砂漠と呼ばれていました。
また、砂丘をさして「すな山」「高すな原」「高浜」と書いているものもあります。
砂丘の用語は、明治以後になって徳田貞一などの地質学者や考古学者の間では用いられていましたが、一般の人々は砂丘という語に親しみはありませんでした。
しかし、有名な作家・有島武郎が一九二三(大正12)年四月に鳥取を訪れて詠んだ歌
浜坂の遠き砂丘の中にして さびしきわれを見出でけるかも |
が世に出てから、いっぺんに砂丘の語が広まったようです。
中国では古くから、草木が生えておらず、水のない砂土の広野をさして、沙漠と呼んでいます。
一方、砂礫の広野をゴビと呼んでいます。
沙と砂は同じ意ですが、沙漠と砂漠の用い方には混同があります。
日本では、乾燥して生物がほとんど生育することができない不毛の地をさして広く砂漠といいます。
しかし、砂漠をつくっているものは砂にかぎらず、岩石の礫がゴロゴロした礫砂漠や、岩盤が露出した岩石砂漠も砂漠ですし、南極の不毛の氷雪砂漠(極地砂漠)も砂漠です。 いずれも降水量よりも蒸発量のほうが大きい乾燥地です。
砂漠のうち、砂でできているものが砂砂漠です。
したがって、広い意味をもたせるときは沙漠といったほうがいいのですが、従来、砂漠を用いているので、砂漠のイメージは砂砂漠に限られがちです。
サハラ西部で「エルグ」と呼ばれているものや、中央アジアで「ブーム」と呼ばれているものが砂砂漠にあたります。
「エルグ」はまた、起伏のない広大な砂原をさすこともあります。
砂砂漠は平担な「砂床」と起伏のある「砂丘」に分けられます。
砂丘は砂砂漠のつくる地形の一つなのです。
A 砂丘の種類と定義
さて、砂砂漠の一つである砂丘は、できる場所によって内陸砂丘、海岸砂丘、湖畔砂丘、河畔砂丘などに分けられます(表1-1)。
砂丘は本来、「風によって運搬される砂(風成砂)が堆積してつくった小高い砂の丘や堤状の砂の高まり」と地形学ではきめられています。 |
表1-1 砂漠の分類
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砂があればなんでも砂丘と言うわけではありません。
砂のつくった地形であり、しかも、その砂は風によって運ばれたものでないと砂丘と呼ぶにふさわしくないのです。
外見だけは、砂丘の形はしていても、中身は風成砂以外の別な地層や岩盤からできている上げ底の砂丘も多いのです。
島国である日本列島にできる砂丘は大部分が海岸砂丘です。
湖の岸にできる湖畔砂丘は日本ではまだ報告がありませんが、川岸にできる河畔砂丘は日本でも利根川や木曽川、北上川などに知られています。
日本の海岸砂丘の分布を図に示してみましょう。
五万分の一の地形図を手に入れ、海岸線が単調で直線的なところを選び出し、その中で等高線が海岸線近くで複雑に入り組んでいるところがあればたいてい砂丘です(図1-4)。
日本列島の海岸線全体の約七%(一九〇〇キロメートル)に海岸砂丘が発達しているといわれ、その面積は二二三・九万ヘクタールに達しています。
砂丘をつくっている砂は、ところ変われば品変わるで、北は北海道から南は南西諸島まで、その地域の背後の地質が何であるかを反映して、火山地帯では火山灰質砂、花崗岩地域では石英砂、サンゴ礁の発達するところでは石灰質の砂が、それぞれの砂丘をつくる材料となっています。 |
図1-4 日本列島のおもな海岸砂丘
A―A'の線の北側は新・旧・古砂丘の分布する地域、
南側は新・旧砂丘の分布する地域をしめす
(成瀬敏郎、1989による)
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日本の海岸砂丘で代表的なものをあげると、まず、鳥取砂丘で代表される山陰地方の砂丘のほか、南から北へ九州の玄海砂丘、北陸砂丘、新潟砂丘、庄内(しょうない)砂丘、下北半島の砂丘群、北海道の常呂(ところ)砂丘などがあり、その他を数えあげますと際限がありません。
図からも日本海側に砂丘の多いことがうなずけるでしょう。
4 砂丘の母なる海 top
@ 海が生んだ海岸砂丘
海岸砂丘にとって海はまさに生みの親です。すべての生物にとって海は生命の源でしたが、海岸砂丘の砂も海からもたらされたものです。
鳥取砂丘の場合、千代川の河口近くの海底には大量の砂が堆積しています。
この砂は、全部千代川が運んできたものが溜まっているのか、近くの海から洗い流され漂って来たものであるのか、それとも、もっと古い地質時代の砂の層が海底にあり、それが侵食されて海底に溜よっているのか、まだ正確にはわかっていません。
しかし、千代川の河口近くでは水流の影響を受けて、海底表面の砂粒が河口を中心に、粗粒から細粒に配列していますから、河口の砂は千代川によって直接運ばれたものが一番多いと思われます。
一方、対馬海峡から北上した対馬海流が海岸から数十キロメートルの沖合いまで鳥取沖を通っているのですが、その反流の影響も考えられます。
反流は海岸線にほぼ斜交して陸地のほうへ向かって流れています。
この反流は、海岸の砂を陸地のほうへ追いもどす役割を果たします。
このような流れを沿岸流と呼んでいます。
沿岸流は海底砂州を堆積します。
海底砂州が成長し、海上に姿を表すと、近世になって浜の成長をした弓ヶ浜などの例が示すような砂州や砂嘴(さし)となり、海岸線が沖に成長します。
やがてこれが砂丘となります。
砂浜の海岸断面図を見てください(図1-5)。
砂浜を分けて「沖浜」「外浜」「前浜」「後浜」と呼びます。
沖浜は海岸近くから沖合いまでの海です。
ここでは、海岸に近づいた波が水深が浅くなってくるに従い、変形し「砕け波」になります。
沖浜の海底では、波の波高の変化に応じて砂礫が侵食されたり、堆積したりを繰返しています。 |
図1-5 砂丘の海岸における断面
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砕け波のできるところが砕波帯で、ここに砂がたまって砂州ができるのです。
引き潮の時の汀線からこの砂州までを外浜と言い、普通は水面下にあります。
満潮時の汀線から引き潮時の汀線までの間は、時間により、季節により、一時的ではあれ、地表に顔を出し、砂浜となるところです。
ここを前浜と呼びます。前浜の後ろの砂浜は、平素は海岸線より上にありますが、高潮とか、暴風の時に波の働きによって打ち上げられた砂のたまり場です。
後浜にたまった堆積物は風や雨によって移動します。後浜には塩分や乾燥に強い植物が点々と生えています。
しかし、これらの植物もいったん嵐になると、波がとどいてすぐ地面が削られたり、上に砂が堆積したりして枯死してしまいます。
海岸の汀線近くにできている波による大小の凹凸の地形を専門用語でカスプと呼びます。
一方、汀線にだいたい平行して前浜から後浜にみられる平坦な地形面が汀段とかバームと呼ばれるものです。
バームは一段のこともありますが、たいてい二段以上できています。
海岸線にほぽ平行に打ち上げられた砂礫でできた浜堤(ひんてい)は、高さが一〇センチメートルくらいから数メートルのものまであります。
浜堤が一列でなく、数列並ぶこともあります。列になるのは、過去にできた浜堤が現在の浜堤の内陸側に残されるためです。
浜堤は波の作用でできますが、海岸砂丘は後浜上の汀段や浜堤、カスプの砂が風によって、さらに内陸側に運搬され、堆積してできるものです。
5 砂丘にみられる地形 top
鳥取砂丘を初めて見る人が、一番驚くのは砂のつくる丘の大きなことです。
広々とした砂の広がりは予想できますが、海面から数十メートルも盛り上がった砂丘に、自然の営みの大きさを感ぜずにはいられません。
しかも、その砂の丘が一つではなくいくつも並んでいるので、海まで出るには丘の起伏を何度か越えねばなりません。
砂丘を越えて、最後に海の蒼(あお)さを眼下にみたときは本当に感激します。
@ 横列砂丘と縦列砂丘
砂丘の稜が海岸線に沿って一列だけ盛り上がってできていることもありますが、大きな砂丘ではいくつもの砂丘が列になっていることが多いものです(図1-6)。
一般的に海岸砂丘は海岸線に並行に、つまり風向きに直行した方向にできています。このような砂丘を、横列砂丘と言います。
海岸線に斜交し、風向きに並行してのびる砂丘を、縦列砂丘と呼びます。放物線のようにカーブした平面形をもつ砂丘列を、放物線砂丘として分けることもできます。
風の強さとその時にできる砂丘の地形の研究は、イギリスの地理学者R・A・バグノルドやアメリカの地理学者J・T・ハックによってすすめられました。
ハック(一九四一年)は、風か弱く砂の供給がよいと横列砂丘ができ、風が強く砂の供給が悪いと縦列砂丘が発達し、植物の被覆がなくて風量、砂量が適当だと放物線型の砂丘ができることを明らかにしました。
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図1-6 砂丘列のいろいろな型
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バグノルドは、砂丘砂が風に運ばれ、砂丘のできるメカニズムを、実験で明らかにしました。
鳥取砂丘を散策すると、二列か三列の横列砂丘列からできていることがわかります。
最も内側の砂丘列と思われるものは、あとでくわしく述べますが、厳密に砂丘列と言えるかどうかわかりません。
これは古砂丘と呼んでいる古い砂丘で、生い立ちが少し違うからです(図1-7)。
鳥取砂丘の西にある浜村温泉の北には海岸線に平行して横列砂丘列ができています。
鳥取県中部の橋津砂丘も横列砂丘でできています。 |
図1-7 鳥取砂丘・湖山砂丘の砂丘列(豊島吉則、1968による)
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北条砂丘では、海岸線沿いに一一キロメートルにおよぶ一列の横列砂丘がありますが、その内側の内陸部では海岸線にほぽ直交して、縦列砂丘と考えられる楕円形の砂丘が十数列発達しています(図1-8)。
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図1-8 北条砂丘の砂丘列(豊島古則、1968による)
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図1-9 宝木高浜砂丘の地形変化(豊島吉則・赤木三郎、1964による)
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A 孤立したドーム状砂丘
砂丘の中には、砂丘列をつくらず孤立した楕円形のドーム状の砂丘もあります(図1-9、上)。
鳥取県気高郡気高町の宝木(ほうぎ)高浜砂丘は、かって河内川の西岸にあったドーム状の砂丘です。
直径は三〇〇メートルくらいで、河口から一キロメートルくらい入ったところにありました。
建設用の砂取り場として掘りつくされ、今はもう見られませんが、ここでは砂丘の中にサンドイッチ状に一枚の黒い腐植層がはさまっているのが見つかり、古墳前期の遺跡がこの腐植層に発見されました。
一九六四年の豊島吉則(とよしまよしのり)先生らとの調査の結果では、江戸時代に河内川の水流を利用して当時は西に広がっていた砂丘の砂を流し、新田の開発をおこない、その結果として残った砂丘が孤立したドーム状砂丘となったものでした。
砂丘の調査をすすめていてしだいにわかったことですが、砂丘の砂がまだ硬くなっておらず、できた時代が新しい証拠も次々と見つかり、人間の生活の匂いが感じられました。
実は、人間と砂丘とは、私たちが思っているよりもずっと長いつきあいだったのです。
こうした発見もまた、砂丘の地史をさぐる重要な手がかりとなるのです。
図1-10 鳥取砂丘にみられるスリバチ
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図1-11 バルハンの模式図と風との関係
(R.A.Bagnold、1941による)
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B スリバチはバルハンと同じか
鳥取砂丘では、古くから「スリバン」とか「摺盆」(すりぼん)といわれている特異な地形が見られます。
半月状の凹地で、砂丘の風下側の側面にでき、スリバチ状に凹んだものや片面は開いたものがあります。
その形がスリバチに似ているので、このような名ができたのでしょう(図1-10)。
スリバチの形と成因に興味をもった徳田貞一は、すでに述べたように、「スリバチはバルハンと呼ばれている三日月状砂丘と同類のものであるが、普通のものと形や状態がちょっと変わっている変態(バリエーション)である」と結論しました。
鳥取砂丘には、昔はスリバチ形の地形が三〇以上も見られよしたが、今ではだいぶ少なくなりました。
バルハンの形と風との関係を図に示しましょう(図1-11)。
バルハンの傾斜角は、風上側の斜面ではゆるく、風下側では急斜しています。
その大きさは幅四〇〇メートルくらい、高さは幅の一〇分の一程度で四〇メートルくらいのものです。
砂の補給が少なく、一定方向に強い風が吹く所にできやすいと言われています。
バルハンの頂上まで吹き上げられた砂は、頂上部で少しずつ高く積み上かっていきますが、ある高さになると、その急斜面が支えきれなくなって崩れ落ちます。
こうしてバルハンの断面は、自然に非対称の形になります。
バルハンの風下側で何度まで斜面が保てるかは最大角度で表し、これを安息角(あんそくかく)といいます。
安息角は砂粒のような粘着力のないものでは一般に小さく、水分の包含量や砂粒の大きさ、形とも関係しますが、鳥取砂丘の砂の場合、安息角は三〇度前後と言われています。
鳥取砂丘のスリバチをバルハンと同じものと決めていいかどうかはむずかしいところで、今ではスリバチのことを一般にバルハンと呼んでいますが、厳密に言うなら擬(ぎ)バルハンと言うべきです。
C 三種類のスリバチ
京都大学の地理学者朝井小太郎先生は、一九三三(昭和8)年に、スリバチをくわしく観察して次の三種類に分けました。
(一)スリバチの底に湧水のあるもの
(二)湧水も水溜もないが過去にはあったと思われるもの
(三)湧水の痕跡もなく、また、かってあったとも思われないもの
朝井氏は(一)に属するものの例として浜坂スリバチを第一にあげていますが、浜坂スリバチは今はもう削られて、なくなってしまいました。
ほかにも、浜湯山のもの二つを例としてあげてあります。
徳田氏がバルハンの変態(バリエーション)と考えたのは、この型のスリバチでしょう。
(二)の例としては、追後(おいご)スリバチなどがあげられています。
江戸時代の医者で郷土史家であった安部恭庵(あべきょうあん、一七三四〜一八〇八)が著わした因幡国の地誌『因幡志』では、追後スリバチを「『大井古』(おおいご)といっていたが、今では大摺盆(すりぼん)と言っている……」と記しています。
井古とは古語で井戸のことですから、昔はこのスリバチは浜坂スリバチと同じように湧水をともなっていたのでしょう(図1-12)。
合せヶ谷スリバチもこのタイプに含めていいと思われます。
(三)に属するものは水と関係のないスリバチで、二ツ山のスリバチなどを例としてあげてあります。
これらは本来のバルハンに最もよく似ており、純粋な風成と考えられました。 |
図1-12 浜坂砂丘(いまの鳥取砂丘)のスリバチの分布
(1929年の天然記念物調査報告から作成)
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朝井氏が分類したスリバチの多くは、凹状のもの、または馬蹄形のものが多かったのですが、これらと違ったタイプのスリバチもあります。
弓形のスリバチと呼ばれているものです。
鳥取県立博物館の山名巌(やまないわお)先生の研究によると、弓形スリバチは湧水とは全く関係しないものであり、海岸に近く砂粒の供給のよい砂丘列の背後にできやすく、長者ヶ庭スリバチや京浜スリバチがその例であるとされました。
弓形スリバチのほうが、本来のバルハンの成因に近いものと言えるでしょう。
D 自然の芸術作品――風紋 top
風紋は自然の芸術です。鳥取砂丘で観光客がにぎわうあたりは、多数の足跡で風紋が踏み消されていることが多いのですが、風が吹くとまた新しい風紋ができます。
晴れて風の強い朝早く、人影のまだ少ない砂丘に出ると生まれたばかりの風紋が見られ、自然の息吹(いぶき)というか、息づかいを感じます。
夕方、太陽が傾いて影が長くなるころ、砂丘表面の微妙な凹凸が誇張され、明暗のコントラストが生まれて風紋の美しさを際だたせます(図1-13)。
広い砂丘ですから、少し足を伸ばして人影のまばらな砂丘を散策すれば、いつでも風紋に出会えるでしょう。
風紋という美しい名前は正式な学術用語ではありません。
いつのころか、だれかが砂丘の表面を飾る千変万化の砂のひだを風紋と呼びました。 |
図1-13 砂丘の表面にできた風紋(鳥取砂丘で1990年写す)
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風紋の語を最初に用いた人は、はっきりしませんが、朝井氏が一九三三(昭和8)年の前述の論文で用いたのが最初のようです。
風の息づかいを伝えるような砂の上のひだ模様は、この名を得て人々に使われるようになりました。
今では辞典にも風紋を「砂の上を吹く風のために、砂にできた模様」と出ています。
E 風紋と水中にできる漣痕との違い
砂の表面にできる峰と谷が規則的に並んだ波状の構造を、砂漣(されん)と言います。
砂漣は必ずしも風によってできるものではなく、水の中で水流によってもできます。
むしろ、水の中にできるものが普通です。
海水浴で水中に潜り、海底を見ると、砂の表面がうね状に見えたり、うろこ状に見えたりしたことはありませんか。これが砂漣です。
したがって、風紋は砂漣の一種で風によってできたものと定義できます(図1‐14)。
固まっていない砂や泥の表面にできる堆積の構造を、表痕といいます。
表痕の一つで最も一般的なものが、水中にできる漣痕(れんこん、リップル・マーク)です。 |
図1-14 漣痕のでき方と形のいろいろ
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風紋は砂漣の一種であり、かつ漣痕の一種で、風成の漣痕であるともいえるでしょう。
風が強くなると、砂粒は移動を始めます。だいたい地表三〇センチメートル付近までの風速が毎秒三〜四メートルになると砂は動きはじめ、五〜六メートルで風紋ができ、さらに強くなると風紋はこわれる、といわれています。
風紋の断面は非対称の波状のことが多いのですが、これは一方向からの風の流れによってできるからです。
同じ漣痕の仲間でも、水中で、両方向から寄せてはかえす波によってできる漣痕では、左右対称の断面形になるといわれています。
また、風紋の峰の配列を見ると、平行なもの、半月状、舌状のものなどに分けられます。
一般に風紋は風速が増すにつれて、直線状―うねり状―対称的な舌状―非対称の舌状の模様になる傾向があります。
また、風絞の波長は風の強い前面で大きく、内陸寄りで小さいといわれています(図1-15)。 |
図1-15 風紋の形と風速との関係(J.RX.AIlen、1966による)
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F 風紋形成のメカニズム
さて、それではどうしてこんなきれいな風紋ができるのでしょうか。
風紋のできるメカニズムを科学的に実験によって確かめたのは、イギリスの地理学者R・A・バグノルドです。
バグノルドは一九四一年に出版された『飛砂と砂丘の理論』という題名の著書で、風紋のできるきっかけを述べています。
簡単にまとめると次のようになります。
砂丘の表面は全く平らではなく、微妙な凹凸をしています。
その表面を一断面で考えてみましょう。
このような微小な起伏のある地表面に当たる風や、吹きつけられる砂粒は、図1-16の矢印のようになっていると考えられます。
そうすると図のBC斜面に当たるよりもAB斜面に当たる風や砂のほうが、単位面積当たりでは多くなると考えられます。 |
図1-16 風紋のでき方
平坦でない地表を吹く風によってとんでくる砂の進路を示す
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したがって、AB斜面の砂はBC斜面をずり落ちる砂よりも多くなります。こうしてAB斜面を押し上げられた砂は、Bに堆積します。
しかし、B点では風が強く、小さい砂粒は安定することができず、すぐに吹き飛ばされて次のCD斜面上に移動します。
こうしてAB・BC両斜面の違いがますますはっきりし、波状の構造が生じると考えられます。
実際、風紋では谷よりも峰の部分に粗(あら)い砂粒が集まっているのがわかります。
砂丘の表面はたえず風をうけています。この砂丘表面の砂粒子が固結していないかぎり、ある程度の風速の風が吹くと必ず砂粒子は風下側へ移動します。
動き始める時の風速は砂粒の大きさに関係します。砂丘の砂の粒は大きさがほぽ一定しているので、だいたい秒速四メートルから九メートルの風で移動を始めます。
その時、砂の表面がぬれていたり、水分を多く含んでいると風紋はできません。
砂が乾いていることが、風紋ができる条件なのです。
風紋の模様は完全に平行線でなく、分岐したり、収斂(しゅうれん)したりして砂丘表面をおおいます。
砂粒が砂丘の表面を移動するとき、その様式は次の三つに分けられます(図1-17)。
転動(てんどう)――砂粒が砂の表面に沿って、風により転がりながら移動(葡行=ほこう)するもので、風下側の傾面では滑りながら移動する。これを滑動とも呼ぶ。
躍動(やくどう)――転動した砂粒がさらに大きくとびはねて、空気中をアーチ型の経路をとって移動するもので、跳躍ともいう。 |
図1-17 砂粒が風によって移動するようす
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飛砂(ひさ)――大気中を砂粒が飛ぶように移動するのがこの形式ですが、実際には砂粒が浮遊状態で動くことはぼとんどなく、砂床表面上の三〇センチメートルあたりまでを跳躍と表面匍行(ほこう)を繰返しながら移動するもの。
G 砂丘の上の奇妙な小地形
砂丘の表面には風紋のほか、さまざまな微小な地形が見られます。
砂スダレは主に砂丘の風下側の急斜面で、安息角以上にたまった砂が下のほうに流れていくとき、平行した縦の筋状に流れるので、スダレのように見えることから、徳田貞一氏によって名づけられました。
徳田氏によれば、砂スダレはときにエプロン状にたれ下がることもあり、一九一〇年に地形学者のベッドネル氏がリビア砂漠のカラガオアシスで記録しているものと、同類であるといっています。
砂丘のどんな小さなものも見のがさなかった徳田氏は、「砂丘カルメラ」と名づけた不思議な微地形のことを報告しています。
冬の寒い朝、氏は砂丘の北斜面に不思議なカルメラ焼き(砂糖水に重曹を加えて熱し、ふくらませた乾菓子)のような砂のかたまりを見つけたのです。
長さが二四センチメートルくらい、幅九センチメートルくらいで二列に並んで雁行(がんこう)している様子から、くぼみは人の足跡と認められましたが、その上に砂がカルメラ状にひび割れながら高く盛り上がり、一見するとモグラの塚のように見えていました。
徳田氏は思案のすえその成因を、足跡に生じた霜柱の膨張作用で、砂が持ち上げられてできたものだと結論しました。
砂丘カルメラは、今でも冬の砂丘で見かけることができます。
砂丘が雨にあったり、強い風が吹きつけると、砂丘の表面は強い侵食作用をうけます。砂丘の表面上に石ころや木片があると、その下は侵食をまぬかれ、砂が流れたり飛んだりせずに残ります。
これを砂柱といいます。
砂柱は高さが一〇センチメートルほどもある円錐状の砂の柱で、風下側に少し傾いています(図1-18)。
嵐のあと、海に近い砂丘の斜面で数百の砂柱が立ち並んでいる様子は特異なものです。 |
図1-18 砂丘の表面にできた砂柱
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砂丘には点々と、砂塚(すなづか)と呼ばれる高まりが見られます(図1-19)。
お椀をふせたような形で大きさは径一メートルから数メートル、高さは一〜二メートルで、きまつて植物が繁茂しています。
ハマゴウという砂丘植物がしっかりと根づき、その根のかたまりに飛砂がたまって、砂塚ができたものが多いようです。
ハマゴウのほか、ビロウドテンツキなどによっても小さな砂塚ができています。
侵食に強い硬い岩石の頂の部分が侵食に耐え、小さな目立った丘状になったものを、地形学の用語でビュートといいます。
徳田氏は砂塚を砂丘ビュートと呼んでいます。 |
図1-19 砂丘上にみられる砂塚
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飛砂が多いとハマゴウの砂塚は大きく成長するのですが、侵食作用が進んで、逃げる砂のほうが多いとハマゴウの根は浮き上がり、やがて枯死する運命にあります。
砂丘を細かく観察すれば、まだまだ気のつかない自然現象が多く見られることでしょう。
H 砂丘のオアシス――湧水
鳥取の降水量は年間を通じて平均二〇〇〇ミリメートルに達しますが、鳥取砂丘には表面を流れる川もなく、砂も水を貯えることはほとんどできません。
蒸発分を除いた全部が地下に滲みこむと考えてよいでしょう。
砂丘に降った雨水は一時的に小さな川筋となっても、地下に吸い込まれ、いつのまにか水を失って尻無(しりなし)川(ワジともいう。降水のあったときだけ流れ、ふだんはかれている川)になり、その跡もやがて消えてしまいます(図1-20)。
では、吸いこまれた水はどこへ行くのでしょうか。
砂丘に降った雨水は地下水となり、一部は泉となって地表に再び現れます。 |
図1-20 鳥取砂丘の湧水。流れた水は再び地下に消えていく
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鳥取市浜坂部落の背後には、かって浜坂スリバチがあり、そこには豊富な湧水がありました。
スリバチはすでに砂を採取されてなくなっていますが、今もコンコンと水が湧き、昔と変わらず浜坂部落の人々の生活用水として利用され続けています。
砂丘地にはこれ以外にもスリバチの底とか低地に、湧き水が多く見られたようで、追後(おいご)スリバチもそのひとつです。
鳥取大学の砂丘研究所内には一九七四(昭和49)年の測定で一日につき五〇〇立方メートル前後の豊富な湧水があり、農場のかんがい用水をまかなっています。
これをオアシスと呼んだのは、鳥取県の文化財保護に貢献された生駒義博(いこまよしひこ)先生でした。
この場所には戦争中兵舎がありましだから、砂丘で演習をした兵士ののどをうるおしたことでしょう。
馬ノ背と呼ばれている地域の南西に位置するオアシスは、すぐ尻無川(ワジ)となって地下に吸い込まれていました。
馬ノ背は砂丘の下の岩盤が盛り上がって丘となっているところですから、湧出するオアシスの成因と関係があるのでしょう。
岩盤と砂丘との境に集まった圸下水がここで湧出していると考えられます。
福部村湯山の直浪(すくなみ)遺跡は、砂丘の下に湧き出る清水の近くに位置しています。
砂丘の中に散布する古代遺跡の近くにもきっと湧水があり、人々は豊富に湧き出る水を利用していたと思われます。
一方、砂丘に豪雨があると、砂丘の耕地は無残な姿になります。
一九六二(昭和37)年に山陰・北陸地方を襲った集中暈雨による砂丘地の被害は大きく、せっかくの植林も、整地した農地も農作物も侵食され、大量の砂が押し流されて、一時的にワジができるほどでした。
鳥取砂丘で大雨が降ると一一時間程度で砂丘が地下に容(い)れることのできる水量に達します。
その後は晴れると地表付近ほど水分加減少していきます。
表面近くの乾いた砂はやがて地表からの蒸発を防ぐ役割を果たします。
一方、許容量以上の豪雨になると地表を一時的に水が流れるのです。
これは、一九八七(昭和62)年、メキシコのゲレロ・ネグロ砂漠の農業開発指導の帰途、航空機事故のため帰らぬ人となった小谷佳人(おだによしと)博士の研究ですが、砂丘砂の透水性・浸透能力は非常に大きく、反面、保水性は小さいので、少々の大雨があっでも地表面を流れることはなく、地下に浸透して地下水となります。
水の乏しい砂丘地でも地下には豊富な地下水のある例は多く、砂漠ではさらに大規模な地下水系が発達し、オアシスが見られるのです。
砂丘地における本の動きは砂丘の特徴の一つであり、砂丘を制するには砂丘の水の動きを知ることが大切です。
I 砂嵐でけずられた三稜石 top
砂丘で激しい風が吹くと、目も開けていられないほどの砂嵐となり、飛砂が勢いよく体に当たって痛いくらいです。
その力は大変なもので、硬い岩石でも長い年月の間にすりへらしてしまいます。
風と飛砂による侵食作用を「風食」といいます。
砂丘の表面に顔をのぞかせている礫(れき)があると、風食をうける方向が摩滅して平坦な面ができ上がります(図1-21)。
なにかの作用で礫が移動したり、風食を受ける向きが変わると、また新しい平面ができます。
こうして三角錐のようになった風食礫を三稜石(さんりょうせき)といいます。 |
図1-21 三稜石のでき方
風による砂の摩耗作用で三稜石の平らな面ができていく
(R.P. Sharp. 1949による)
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その表面には細かい起伏があり磨いたようになっています。
けずられすぎて平面というより凹面になったものもあります。
川や海で摩耗したのではできない形になっていることから、風成のものであると見分けがつきます。
日本では天竜川の河口の砂丘や御前崎や浜松の砂丘の三稜石が有名ですし、外国の砂漠でもよく見られます(図1-22・23)。 |
図1-22 鳥取砂丘の三稜石 |
図1-23 リビア砂漠の三稜石 |
鳥取砂丘でも追後スリバチの北の砂丘上に、大小さまざまな岩石片が風食をうけ、三稜石となったものが散在していましたが、今ではほとんど見られなくなりました。
写真の三稜石は私が湖山砂丘の長者屋敷の近くで採取したものです。
鳥取砂丘の三稜石に限って言うと、安山岩や流紋岩、ときに碧玉(へきぎょく)など、砂丘の地下には元々存在しない岩石や、近くにも露出していない岩片が、風食を受けたり三稜石となっている例が多いようです。
なかには土器片がすっかり風食を受けたものも見られます。
そこで、鳥取砂丘でみつかる三稜石は元々自然物ではなく、古代人が石材として運んだ岩石や、それを加工した破片が風食をうけて三稜石になったものと考えられます。
J 鉄のパイプ――高師小僧
鳥取砂丘の馬ノ背や合せヶ谷の付近を歩いていると、茶褐色でパイプ状の鉄片を見かけることがあります。
長さは数センチくらい、太さは五ミリメートル前後のものから、大きいものでは太さが五センチメートルほどのものもあります。
同じものは、愛知県渥美(あつみ)半島の高師(たかし)ヶ原という所でよく見つかり、高師小僧(たかしこぞう)と呼ばれています(図1-24)。
高師小僧は、植物の根や茎に鉄分が沈着し、褐鉄鉱となったものです。
したがって、高師小僧を産するということは、その場所にかって植物が繁茂していたことを示し、根の部分に鉄分が沈着しているのは、地下が地下水で飽和していたことがあったことを物語ります。
渥美半島は、砂州によって形成されており、砂丘が局部的にあります。 |
図1-24 高師小僧(鳥取砂丘産)
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高師小僧は、砂丘地の表層近くが今では想像できないような湿潤な環境であったことの証拠です。
K 砂のかたまり――サンド・キンデル
鳥取砂丘では、周囲の砂よりも固くなった握りこぶし大の団塊状の砂のかたまりを見いだすことがあります。
湯山の砂丘の中や、湖山の古砂丘の中にできていることが多く、形は不規則ですが、この砂のかたまりを「塩かたまり」と言っています。
なんの変哲もないようなかたまりですが、徳田貞一は学生のころ不思議に思って採集し、大学へ持って行きました。
東大の地質学教室の小藤文次郎(ことうぶんじろう)教授は大変興味をもち、これを「サンド・キンデル」と名づけて、いろいろ研究されたようです(図1-25)。
サンドは砂、キンデルはドイツ語で子どもという意味ですから、砂小僧とでも訳せるでしょう。
黄土(こうど、レス)の中にも不規則な形をしたかたまりが見つかることがあり、中国大陸の研究で有名なドイツの地理学者・地質学者F・V・リヒトホーフェンは、これをレスーキンデル (英語ではレス・ドール〔砂人形〕とよばれる)と名づけました。
サンド・キンデルは、これをまねて命名されたものです。 |
図1-25 サンド・キンデル(鳥取砂丘産)
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レス・キンデルは黄土(こうど)の中で垂直方向に毛細管現象がおこり、黄土層中の地下水が地層の下から上へ向けて移動するにつれて、水に含まれた炭酸カルシウム分か移動し、沈着してできるといわれています。
小藤先生は、サンド・キンデルの成因にこのようなことを予想され、興味をもって研究されたのだと思います。
日本の第三紀の地層の泥岩や頁岩、砂岩の中にも、まわりの岩石よりも硬くなった部分(結核)が見つかることがあり、形にちなんでひょうたん石、津軽小僧などと呼ばれています。
サンド・キンデルのできかたについてはその後まだだれもくわしい研究をしていません。
成因を考え、どんな環境でできたかを明らかにすることは残された大切な仕事の一つでしょう。
砂漠のメロンと呼ばれるフリント質の団塊もこうしてできたものと思われます。
世界の各地の砂漠ではよく「砂漠のバラ」と呼ばれる鉱物を産出します(図1-26)。
これは、砂漠の地下で毛細管現象によって、地下水中のカルシウム・ナトリウム・マグネシウムなどの無機塩類の化学成分が濃集(のうしゅう)し、結晶となったものです。
その結晶が少しずつ重なり合い、バラの花弁のように見えるので「砂漠のバラ」と呼ばれるのです。
成分により、方解石・重晶石・互骨などの鉱物の結晶を晶出(しょうしゅつ)します。
砂漠の前身が塩湖であったり、入海であった場合、海水や湖水の成分が徐々に蒸発乾涸(かんこ)してこれらの結晶ができると考えられます。 |
図1-25 砂漠のバラ
(アメリカ合衆国・ノルマンカウウチー産)
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鳥取砂丘の場合、古砂丘と呼ばれている古い砂丘には、サンド・キンデルは産出しますが、砂漠のバラのような結晶はできていません。
これは日本では雨が多いため、砂の中の成分が洗い流されてしまうためでしょう。
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