高校入試の問題などで、柱状図の問題が出されたりします。
いざ授業での展開を考えると、学校のボーリング資料を使ったり
資料を見せたりと言うことが行われる程度で
なかなか有効な実験方法が見られないのでということで、
何とか生徒実験で使えるような方法はないかと言うことになり
地層のモデルづくりからボーリングサンプルをつくり
柱状図の理解までつなげたいと考えました。

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【材料と方法】

寒天・着色料・ストロー・加熱器具・ビーカーなど

【手順】

1.ビーカーに所定量の寒天や水を入れて寒天液をつくる。

2.着色した寒天液を容器に入れて冷却する。

3.傾けるなどの工夫をして、2層目以降の寒天を流しこむ。

4.完全に固まったらストローなどで寒天をくり抜く。

5.とれたサンプルを元に地層の重なりを類推する。

【取り組みの様子】
各画像をクリックすると640*480*150dpiの画像が見られます。
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寒天を規定の作り方でつくります。焦げないように注意！
      
      

         
適当な色に着色します。冷えると固まりますので温浴で保存。
      
      

         
型に流し込みます。今回はプラスチック容器でやりました。
      
      

         
冷やして固めます。意外と時間がかかります。氷が必要かも。
      
   
   

      

         

      
      

         

      
      

         

      
      

         

      
   
   

      

         
完全に固まったら2層目を流し込んで固めます。
      
      

         
このように傾けて冷やしてやれば当然傾いた層を作れます。
      
      

         
これが完成した地層です。なかなかきれいにできています。
      
      

         
傾けて物を見てみるとこんな感じです。この後これで作業しました
      
   
   

      

         

      
      

         

      
      

         

      
      

         

      
   
   

      

         
ストローをさして、指でふさぎ、ゆっくりと抜きとります。
      
      

         
差し込んだ場所に番号などを付けておく必要がありますね。
      
      

         
抜いたサンプルを並べて、どういうつながりなのかを書き込みます
      
      

         
完成するとこんな感じになりました。まだまだ工夫が必要ですが。
      
   




【気づいた点・改良を要する点・その他】

   

      

         
寒天の着色には何が良いのか？
      
   
   

      

         
今回の寒天の着色には、赤→食紅・青→メチレンブルー・黄色→BTBを使いましたが、メチレンブルーだと他の層に色が移ったりして厳しい物がありました。でもあまり薄い色だとはっきりしませんので、単純に絵の具などが良いのかもしれません。
      
   
   

      

         
冷やすときの注意は？
      
   
   

      

         
今回実験のスタートがあまりにも遅く、はやく冷やしたい一心で、氷を使って冷却していました。当然内部が冷えるのにはもっと時間がかかりますので、表面がある程度固まった段階で上から冷水を入れてはやく固まらせるようにしました。確かにはやくは固まるのですが、表面の水をきちんととらないと、次の層が簡単にはがれてしまうと言うことがわかりました。こんな感じになってしまうのです。きちんと拭けば大丈夫ですが・・・。
      
   
   

      

         
きちんと抜けるようにするためには
      
   
   

      

         
ストローで抜くときには、口の部分を指できちんとふさがなければ当然サンプルはとれてきません。しかし、きちんとふさいでやってもきちんと抜けないこともあります。一番下の寒天の層はそれなりに厚い方がよいのかもしれません。また、一番下の層のさらにしたに、スポンジなどを強いておいた方が抜けやすいのではないかと言うことになりましたが、追試はしていません。
      
   
   

      

         
生徒実験の時の容器は何が？
      
   
   

      

         
今回はかなり大きな透明プラスチック容器を使いましたが、生徒実験では当然類推させる作業がでてきますので、透明であってはいけません（表面に紙を貼るなどの工夫をすればもちろん良いでしょうが）。大きさなどから言っても小さめの牛乳パックなどが良いのではないかという結論に達しました。
      
   
   

      

         
褶曲のモデルは作れるか？
      
   
   

      

         
残念ながら寒天ではつくることができませんでした。ゼリーだと熱で溶けますのでそれも厳しいかと・・・。こんにゃくの元などが売っているのでそれでやるしかないのかもしれません。寒天をつくってから削り取ってという手もあるでしょうが、なかなかつらいかもしれません。
      
   
   

      

         
生徒実験でやるには
      
   
   

      

         
寒天液づくりと冷却にずいぶん時間はかかりますが、なかなか面白い作業ではありますので、きっと喜んでやるのではないかと思います。つくった生徒とそれを解析する生徒は当然別の方が面白いことになるとは思います。おもしろさのあまり理論的におかしいような地層をつくるというのが一番問題かもしれません。
      
   




【関連する話】

   

      

         
イギリスの地質学者であるWilliam
         Smith1769-1839が、運河の建設作業に従事していたとき、掘削した場所でいろいろな地層を目にして、すっかり地層の研究にはまってしまったのです。そして論文を1799年に発表し、どの地層にも他の地層には見られないそれぞれ特有の形をした化石が含まれていることを指摘しました。断層や褶曲があっても、途中で断絶して数km離れていようとも、同じそうから発見される化石には共通点があったというわけです。地層の連続性や歴史性（普通下段のものの方が古い）という事柄について研究するきっかけになったのがこの論文なのです。
      
   
   

      

         
テングサ →写真はこちら
         
         
真正紅藻の仲間
         
         
和名 マクサ 　　　学名 Gelidium elegans Kuetzing
         
         
科名 テングサ 　　目名 テングサ
      
   
   

      

         
寒天の歴史は、奈良時代の天平5年(733年)の出雲国風土記の中に、テングサ
         から寒天を抽出し、これを食したことが書かれています。
         
         
　しかし、寒天の製造方法の発明は江戸時代の初期まで待たなければなりませ
         ん。
         寒天の製造法の発明には次のようなエピソードが語り継がれています。
         
         
　「京都伏見の旅館の主人であった美濃屋太郎左衛門は、冬期にトコロテンを
         作り薩摩藩主島津候に供しました。残ったトコロテンを戸外に置いておいたと
         ころ、数日後に乾物になっていたことから、天然寒天の製造法を発明しました。」
         
         
　なお、「寒天」の命名は隠元禅師(1562〜1672)によるものだといわれています。
      
   
   

      

         
ボーリング
         
         
露頭調査や物理探鉱などの基礎調査に加えて、最終的に地中の状況を確実に把握するためにボーリングマシーンを用いてコアを採取し地質の状況、鉱床の深度、厚さ、品位などを確認することを言う。　　画像はこちら→陸上ボーリング　　　海上ボーリング
      
   

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11/14/1999