ハンディ堆積・地層実験 [地学実験]
カードケースに水と大きさの異なる砂を入れて，地層が堆積する様子を観察します。何回も繰り返すことができ，しかもやるたびに違った模様（地層）が出来ます。様々な色の砂を組み合わせて使うと，インテリアにもなります。
１．用具
A6・B6・B7サイズカードケース（1枚），砂（色と大きさが異なるもの２〜３種類），溝付きゴム（断面がＵ字型をしたロープ状のもの），水（適量），穴埋め補修用防水パテ（テープ状のもの，適量），シリコーン系防水充塡材（適量），台所用洗剤（適量）
２．作り方
【準備】
①砂は，手芸・工芸店で売っているカラーサンドをふるいにかけて，色ごとに異なる大きさに揃えるときれいで見やすい。砂のサイズを細かく分けるには専用のふるいが必要になるし，時間もかかる。ペットショプで売っている水槽の底に敷く砂は，色や大きさが様々なものがあるので，これを使うと便利。ただし，カードケースの隙間より粒が小さいものを選ぶこと。
0.05mm位の大きさの粒を入れると，きれいな筋模様が出来るが，これだけ細かい粒がそろっている砂は手に入れにくい。そこで，瓦やレンガをハンマーで細かく砕き，更に乳鉢ですりつぶすと，ちょうど良い大きさの粒を作ることが出来る。
用意した砂は，水が濁らなくなるまで水洗いしておく。
②テープ状の防水パテは，幅3〜4mm，カードケースの口より1cm短い長さに切っておく。
③溝付きゴムは，カードケースの幅と同じ長さに切り，さらに端から1.5cmのところで２つに切る。
④カードケースに水を入れ，水漏れがないか確かめる。漏れている箇所は，充塡材で埋める。
【実験装置の制作】
①カードケースの1/3程度まで砂を入れ，台所用洗剤を一滴入れる。
②パテがカードケースの口から１mm程はみ出すようにして，口を塞ぐ。端の方は水が漏れやすいので，指でしっかり中まで押し込んでおく。カードケースの口の片方の端は，開けておく。
③長い方のゴムの溝を広げながら，カードケースの口をゴムの溝に差し込む。水漏れしないように，指でしっかり押さえる。
ゴム断面。この溝にカードケースの口を差し込む。
④開けてある口からカードケースに水を少し入れ，砂に充分しみこませる。
⑤カードケースに水がいっぱいになるまで入れ，その後，半分を捨てる（洗剤の濃度を調整するため）。
⑥カードケースの側面を押し，空気の層が５mmくらいになるように調整する。
⑦防水パテを，開けていた口に指で押し込んで塞ぎ，短い溝付きゴムをつける。
⑧水漏れがないか確認する。漏れている場合は，防水パテまたは充塡材で埋める。
【実験方法】
①砂をカードケースの片側に集め，ひっくり返して垂直に立てる。泡の隙間から砂が落ち，下に堆積する様子を観察する。
※１ 砂がなかなか落ちてこないときは，カードケースを傾けたり，指で押したりすると落ち始める。
※２ カードケース内の空気が多すぎると，砂が落ちにくくなる。逆に少なすぎると，一気に下に落ちてしまう。このよう場合は，楊枝等でパテを取り除き，空気量を調節する。
②カードケースを垂直に立て，斜面の砂が流れるように傾ける。
［結果］
①地層の堆積
・大きい粒ほど速く沈降するので，堆積した地層は下から上に粒が小さくなっていきます。このような層を，級化層理と呼びます。
②砂が同じところへ落ちるとき，一定の傾斜で斜面を形成します。この傾斜の角度を安息角と呼び，このようにして出来た斜面を崖錐斜面と呼びます。成層火山の断面を見ているようです。
③砂の落ちる場所が少しずつ移動していくと，堆積面（斜面）が前進しながら堆積し，ラミナ（葉理）という筋模様ができます。川や海で砂が運ばれるときに，このような模様が出来ます。
④よく見ると，ラミナのでき方には２通りあるようです。実験装置をゆっくり傾けて，斜面の砂だけが少しずつ崩れ落ちるようにすると，大きい粒が細かい粒の上を転がるように流れていきます。このとき層の上の方の粒が大きくなり，これを逆級化層理といいます。
⑤斜面の砂が一気に流れ落ちるように傾けると，細かい粒が水中に舞い上がってから堆積し，級化層理が作られます。タービダイトという，泥と砂が交互に積み重なった地層は，海底で地滑りが起きたときに，このようにして形成されると考えられています。
この実験は，信州大学理学部物質循環学科堆積研究室で開発されたものを参考にしました。
参考文献・URL：北沢俊幸・村越直美・川野幸朗「携帯堆積空間」で作る堆積構造，カードケースを使った堆積構造の観察-携帯堆積空間（堆積学研究第60号，2004）
http://science.shinshu-u.ac.jp/~shizen/2007/syoukai/kaisetu/b41.pdf
１．用具
A6・B6・B7サイズカードケース（1枚），砂（色と大きさが異なるもの２〜３種類），溝付きゴム（断面がＵ字型をしたロープ状のもの），水（適量），穴埋め補修用防水パテ（テープ状のもの，適量），シリコーン系防水充塡材（適量），台所用洗剤（適量）
２．作り方
【準備】
①砂は，手芸・工芸店で売っているカラーサンドをふるいにかけて，色ごとに異なる大きさに揃えるときれいで見やすい。砂のサイズを細かく分けるには専用のふるいが必要になるし，時間もかかる。ペットショプで売っている水槽の底に敷く砂は，色や大きさが様々なものがあるので，これを使うと便利。ただし，カードケースの隙間より粒が小さいものを選ぶこと。
0.05mm位の大きさの粒を入れると，きれいな筋模様が出来るが，これだけ細かい粒がそろっている砂は手に入れにくい。そこで，瓦やレンガをハンマーで細かく砕き，更に乳鉢ですりつぶすと，ちょうど良い大きさの粒を作ることが出来る。
用意した砂は，水が濁らなくなるまで水洗いしておく。
②テープ状の防水パテは，幅3〜4mm，カードケースの口より1cm短い長さに切っておく。
③溝付きゴムは，カードケースの幅と同じ長さに切り，さらに端から1.5cmのところで２つに切る。
④カードケースに水を入れ，水漏れがないか確かめる。漏れている箇所は，充塡材で埋める。
【実験装置の制作】
①カードケースの1/3程度まで砂を入れ，台所用洗剤を一滴入れる。
②パテがカードケースの口から１mm程はみ出すようにして，口を塞ぐ。端の方は水が漏れやすいので，指でしっかり中まで押し込んでおく。カードケースの口の片方の端は，開けておく。
③長い方のゴムの溝を広げながら，カードケースの口をゴムの溝に差し込む。水漏れしないように，指でしっかり押さえる。
ゴム断面。この溝にカードケースの口を差し込む。
④開けてある口からカードケースに水を少し入れ，砂に充分しみこませる。
⑤カードケースに水がいっぱいになるまで入れ，その後，半分を捨てる（洗剤の濃度を調整するため）。
⑥カードケースの側面を押し，空気の層が５mmくらいになるように調整する。
⑦防水パテを，開けていた口に指で押し込んで塞ぎ，短い溝付きゴムをつける。
⑧水漏れがないか確認する。漏れている場合は，防水パテまたは充塡材で埋める。
【実験方法】
①砂をカードケースの片側に集め，ひっくり返して垂直に立てる。泡の隙間から砂が落ち，下に堆積する様子を観察する。
※１ 砂がなかなか落ちてこないときは，カードケースを傾けたり，指で押したりすると落ち始める。
※２ カードケース内の空気が多すぎると，砂が落ちにくくなる。逆に少なすぎると，一気に下に落ちてしまう。このよう場合は，楊枝等でパテを取り除き，空気量を調節する。
②カードケースを垂直に立て，斜面の砂が流れるように傾ける。
［結果］
ダウンロードは🎥こちら
①地層の堆積
・大きい粒ほど速く沈降するので，堆積した地層は下から上に粒が小さくなっていきます。このような層を，級化層理と呼びます。
②砂が同じところへ落ちるとき，一定の傾斜で斜面を形成します。この傾斜の角度を安息角と呼び，このようにして出来た斜面を崖錐斜面と呼びます。成層火山の断面を見ているようです。
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③砂の落ちる場所が少しずつ移動していくと，堆積面（斜面）が前進しながら堆積し，ラミナ（葉理）という筋模様ができます。川や海で砂が運ばれるときに，このような模様が出来ます。
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④よく見ると，ラミナのでき方には２通りあるようです。実験装置をゆっくり傾けて，斜面の砂だけが少しずつ崩れ落ちるようにすると，大きい粒が細かい粒の上を転がるように流れていきます。このとき層の上の方の粒が大きくなり，これを逆級化層理といいます。
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⑤斜面の砂が一気に流れ落ちるように傾けると，細かい粒が水中に舞い上がってから堆積し，級化層理が作られます。タービダイトという，泥と砂が交互に積み重なった地層は，海底で地滑りが起きたときに，このようにして形成されると考えられています。
この実験は，信州大学理学部物質循環学科堆積研究室で開発されたものを参考にしました。
参考文献・URL：北沢俊幸・村越直美・川野幸朗「携帯堆積空間」で作る堆積構造，カードケースを使った堆積構造の観察-携帯堆積空間（堆積学研究第60号，2004）
http://science.shinshu-u.ac.jp/~shizen/2007/syoukai/kaisetu/b41.pdf
2011-10-16 00:48
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