WISDOM96 9th 〜流水による風化のシミュレーション



　

第９回の研修会として、ともすれば説明だけに陥りがちな風化のところを少しでも生徒実験での取り組みにできないかという考えで、実験を考えました。
実験の手法自体は特に困難ではないのですが、得られた結果がなかなかおもしろいものになっています。
サークルの仲間みんなで首を傾げてしまいましたので、何かアドバイス等があれば是非お願いいたします。
　
【岩石標本の入手先】

入手DataBase地学編

【実験の手順】

  1. 各岩石を鉄製乳鉢で2cm四方くらいの大きさに砕く
  2. 水に十分つけて質量をはかる
  3. 大きめのプラスチックせいの広口瓶に水とともに入れる
  4. 一分間１５０回のペースでよく振る
  5. 口に金網を当て排水し、雑巾でよく水分を拭いて計量する
  6. 十分間まで繰り返す

【実験の様子】

【実験用岩石を入手する】
　実験用岩石を購入します。本当なら身近な岩石を使ってやれば一番よいのですが、今回は取り組もうと思った時期には、かなりの積雪だったので。
　また、すでに風化のはじめっているものを使うと結構興味深い結果になったのかもしれません。
　今回は性質の異なっている岩石各種を用いました。今回用いたのは以下の通りです。


泥岩…三重県安芸郡美里村家所　産

石灰岩…栃木県安蘇郡田沼町三好鉱山　産

黒雲母石英安山岩…奈良県宇陀室生村多田　産

黒雲母花崗岩…岡山市万成町　産

溶岩…山梨県南都留郡鳴沢村　産


【質量をはかる】
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　あまり厳密にやるものそれほど意味のないことなのかもしれませんが、電子天秤ですね。
　密度の違いがしっかりと実感できます。


【プラスチック瓶に入れる】
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　水に十分につけておいた物を、プラスチックの広口瓶にいれます。
このとき水の量も一定にした方がよいと考えられます。


【瓶に入れて振る】
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　これが結構簡単そうに見えるのですが（作業は簡単ですが）結構しんどいものがあります。一分間がこれほど長いものだとは・・・。
　ただ、何人かの班で生徒にやらせるにはなかなかよいのではないかと思います。
　残念なのは、私たち教員集団で、しかも実験の主旨を理解した上でやっているにもかかわらず「人よりも多く減らそう」として、めちゃくちゃに振る人がいたことです。
　生徒にやらせると、たぶんこれが一番の目的になりそうでいやですね。
あくまでも一定のペースでやらなければいけないと思います。
　できれば機械でやれれば一番よいのですが。


【金網をかけて残りをとる】
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　どの辺までを残すのかというのも論議になりましたが、今回はほとんどのものを取り除きました。
　一回ごとに角が取れていくというのがよくわかります。
　実際にデータを取らなくてもこれだけで十分というような気もしてしまいます。

【最後にデータ整理】
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　はじめは楽しかった実験ですが、５種類を１０分間この人数でやったのでは・・・。
最後に実験のデータを処理します。これがなかなか意味深で困ってしまいました。どうすればいいのでしょうか？？
　一応ＰＣを使ってグラフ化もしてみましたが・・・。


【んー】

　考えると本当によくわかりません。今度、さらに１０回ぐらい続けようかという話や、もっと色々な条件でやった方が良いのではという話をして終わりです。
　次回までの宿題が増えました。


【実験の結果】
今回の実験データです。画像・表・グラフの３部構成にしてあります。
記録の失敗で、安山岩の画像が抜けていました。後日追加いたします。

【画像データ集】

いずれの画像も左側が実験前、右側が実験後です。

【黒雲母花崗岩】…岡山市万成町　産
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【泥岩】…三重県安芸郡美里村家所 産
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【泥岩】…栃木県安蘇郡田沼町三好鉱山　産
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【溶岩】…山梨県南都留郡鳴沢村　産
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【黒雲母石英安山岩】…奈良県宇陀室生村多田　産
47k jpg 43k jpg


【実験結果データ集】

この表では、一度でどれだけの量が削られたのかというのを表しています。
単位はすべて＜ｇ＞です。回数については前述の通り１分間１５０回／回となっています。
０回目
１回目
２回目
３回目
４回目
５回目
６回目
７回目
８回目
９回目
花崗岩
3.7
3.2
3.0
2.1
1.8
1.4
1.1
0.9
0.8
0.9
泥岩
13.3
12.1
10.2
9.4
7.2
6.4
5.5
3.6
2.5
1.2
石灰岩
4.2
3.6
3.4
2.2
1.7
1.5
1.3
1.0
0.5
0.2
溶岩
9.1
8.4
6.5
6
4.2
3.1
2.8
1.3
0.7
0.3
安山岩
14
9.5
7.6
6.2
5.2
4.4
2.4
1.7
1.0
0.5

【実験結果グラフ】

上記のデータをMicroSoft Excelでグラフ化しています。
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【実験結果から】

　なかなか興味深い結果にはなっています。条件設定の問題にはじめって各種問題が山積しているのではないかと思います。
　しかし、花崗岩と石灰岩の減少率の線があまりにも似通っているので一層？？という気分になってしまいます。
　生徒に実感させるということは十分に可能な実験でしょうが、方法などについては十分に検討しなければいけないという結論に達しました。
　何かアドバイス等がありましたら、よろしくお願いいたします。
　
【他の実験は考えられないか？】

　北海道の場合、岩石の風化を考えるときに、温度変化による物も重要ではありますが、浸透した水の凍結による風化というのがかなり重要になってくると思います。
　実際に冷凍庫などを使って実験をすることは十分に可能ではないかと思いますので、機会があったら取り組んでみたい物だと思います。

Editor:HIROYUKI Aono@Nopporo Junior High School

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