新しい日本列島の形成論に基づく自然景観の学習の転換
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21K02480
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 09040:Education on school subjects and primary/secondary education-related
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
林 慶一 甲南大学, 理工学部, 教授 (10340902)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 日本列島の成り立ち / 地域の自然景観 / プレート運動 / 広域応力場 / 前弧スリバー / 教育用の地史 / 地形3Dモデルの作成 / 地質図のプロジェクションマッピング / プレートの運動と応力場 / 自然景観の成り立ち / プレート運動の応力場 / 日本列島の区分 / 中等教育 / 実験教材および資料教材の開発 |
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| Outline of Research at the Start |
科学の世界では日本列島の大地形の成り立ちがプレート運動に基づいて説明できるようになりつつあり，この新しい見方に基づいて，中等教育における日本列島の形成史や地域の自然景観の成り立ちの教育を転換する。そのため，日本列島を同じ傾向の力を受けている範囲を単位として区分し直すことを提案し，地域ごとの特徴的な力が実際の地形・地質にどのように現れているかを野外調査により明確にする。そして，その関係を理解するためのモデル実験装置を，3Dプリンタやプロジェクションマッピングといった新技術を駆使して開発するとともに，地域の自然景観の成り立ちをダイナミックに理解できるように，教育用の地史の資料教材を考案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本列島の形成史や地域の自然景観の成り立ちの学習内容や探究方法を，日本周辺のプレートの運動が作り出す広域応力場の視点を基軸にしてアップデートすることが本研究の目的である。
本年度は以下の４つの成果が得られた。
①糸魚川－静岡構造線を境に，成り立ちの大きく異なる東日本と西日本の境界部について，西の長野県南部の中央構造線付近，東の関東山地の秩父および多摩地方で地形・地質を調査し，フィリピン海プレート東縁の火山島の連続衝突による地質構造の「一文字から八の字構造への変化」とともに関東西部・中部地方東部にかけて低平な地形から大山脈が形成されたと理解することの有効性を確認した。
②佐渡・新潟の中新世の地層を調査し，大陸東縁部の古い基盤岩類に最初の亀裂（片辺礫岩）が形成され，そこへ日本海の元となる海が侵入して浅海が形成され（下戸層），それが急速に深くなり半深海へ（鶴子層），さらに3,000mを越える深海（中山層）へと変化するという，日本海の形成史を連続的に知ることのできる野外の証拠を確認した。これにより，大地形の範囲を当初想定していた陸域から日本海にまで拡張できた。
③大地形のうち山地とその周辺では，土石流による浸食・運搬・堆積作用が主役となって地形を改変することから，土石流のモデル実験装置を従来筆者が考案した定性的なものからでデジタル粘度計を用いることで定量的に保証されたものに発展させた。同時に，より下流の蛇行河川域における堆積物の礫岩を，流路内の流水成の礫岩と洪水時の堤防決壊堆積物の礫岩に，さらに上記の土石流の礫岩も加えて，3種類の礫岩を区別する観察法を開発した（林，2023）
④自然景観には，当初の計画を越えて星空も含めることが教育内容としては有効と考え，任意の地域・時刻におけるすべての天体の位置を，地平座標と赤道座標の変換により理解できる実習法を開発した（林・松本，2022）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
長野県南部における中央構造線の調査と，関連領域の最新研究の網羅する中で，フィリピン海プレートの沈み込みの方向が300万年前に北から北西に変わったことで西方向の成分が生じ，紀伊半島以西の中央構造線沿いに右横ずれの活断層帯が形成されたこと，そしてその南側の南海トラフに至る部分までが，従来１枚と考えられてきたユーラシアプレートの一部であるにもかかわらず，西向きに独立の運動をしていると理解されるようになっていることを確認した。このようなプレート内部の小ブロックである「前弧スリバー」の１桁小さい運動は，電子基準点で捉えられるようになった陸域の同一プレート内の変動の違いをよく説明できる概念であることに気づいた。これにより紀伊半島から中国・四国の大地形を応力場で説明できることになり，本研究の目的がこれらの地域については達せられる見通しを得た。
また，この「前弧スリバー」の概念は，千島海溝に対して太平洋プレートが斜めに沈み込む千島列島から北海道にかけても適用でき，それらに関する研究を網羅して，これらの地方についても本研究目的がほぼ達せられる成果を得た。
この「前弧スリバー」は，2万語を網羅した地学事典（平凡社，1996）にもない，ごく一部の地質学者のみが注目している概念であるが，これを基軸にして山脈や盆地の並びの方向，半島や海峡・湾などの大地形が合理的に理解できるようになる。これは，従来のプレート境界を応力の境界としてきた捉え方とは異なり，日本列島内部のプレート運動による応力が，列島の伸方向にほぼ直角に働いている地域と斜めに働いている地域で，大地形の形成も大きく異なることを示すもので，次年度の教材化の基礎がほぼできた。前年度の報告時点では野外調査が限定されたため研究は「やや遅れていた」が，現在はそれを回復して順調に進められる状況になっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
日本列島の大地形のうち，未調査の広域応力場について調査を行う。具体的には，東北日本・西日本とは別の島弧－海溝系を形成する，南西諸島のフィリピン海プレートが琉球海溝でユーラシアプレートの下に沈み込む応力場と，太平洋プレートが伊豆-小笠原海溝で海溝軸にほぼ直角にフィリピン海プレートの下に沈み込む地方の応力場を調査する。またに西日本と南西諸島の境界部に当たり，複雑な伸張の応力場となっている九州，千島弧と東北日本の境界で，回転の応力場となっているように見える津軽海峡周辺部についても調査を行う。
野外調査・文献調査を総合して組み立てられる新しい日本列島の形成のストーリーを，普通教育・社会教育のレベルに還元できる教材を開発し，教員を目指す教職課程の学生への講義・実験科目や一般市民を対象とした公開講座などの実践を通して，効果を検証するとともに，課題等を明確にして完成度を高める。
また，この理解を大きく助ける教材として，3Dプリンタによる地形模型と，その模型へ地形図・地質図・空中写真・衛星写真をプロジェクションマッピングする装置，さらに地形模型の石膏レプリカにこれらを模写して立体的に理解する実習法などの開発を並行して進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
