巨大カルデラと滝

１．阿蘇の滝はよく似てる？
　阿蘇には沢山の滝があるが、それらを見て歩くとよく似た姿の滝が目に付くようになる。それらの典型的な滝の特徴としては、川幅に比較して大きく深い滝壺を持ち、滝崖のほぼ全面が柱状節理で覆われていることがあげられる。これは溶結凝灰岩からなる柱状節理で、滝面（水が落ちる後ろの崖）とその周囲の滝崖が連続的につながり、半円形で直立し、蒲鉾を立てたような形をしている。また、滝壺は円形を呈し、滝は直線状に落下する。
　時に、滝口の上流部には甌穴が発達する。溶結凝灰岩は比較的柔らかく浸食に弱いとされ、そのために甌穴が発達しやすく、よく見るとこの地域の至るところに甌穴が存在する。
　以上のような特徴を持った滝をこのホームページでは「阿蘇の滝」と名付け、比較検討、成因について考えてみることにした。なお、お断りしておくが、阿蘇地方の滝全てが似ていて、同じ構造、成因を持っていると言っているのではなく、明らかにちがった様相を持つ滝も少なからず存在する。
　次に個々の滝の特徴を見ていこう。

五老ヶ滝（矢部町）

熊本県上益城郡矢部町にあるこの五老ヶ滝がもっとも「阿蘇の滝」の特徴を持っているだろう。緑川の支流轟川にかかる。矢部町は阿蘇山の南外輪山の麓に位置する町で滝が多いことで知られている。
　五老ヶ滝の落差５０ｍのうち上部３０ｍに溶結凝灰岩の柱状節理が発達し、下部はチャート層や礫層からなっている。基盤岩の上に堆積した阿蘇の火砕流堆積物が浸食されてできた地形であろう。
　写真に見られるように滝面と滝崖が連続し、円形となり、台地に大きな穴を穿ったような形状をしている。滝壺も円形の池のようになっている。
　この滝壺からの流出部も幅１０ｍ、長さ数十ｍに過ぎないが、溶結凝灰岩の深い切れ込みとなっており、川の両側にほぼ垂直に岸壁が立ち高千穂峡のような景観を呈している。
　この滝の滝口に甌穴が発達しているかどうかは確認していない。

七滝（御船町）

この滝は熊本県上益城郡御船町にある七滝であり、御船川にかかっている。
　滝の両側に溶結凝灰岩の柱状節理が発達している様子が分かる。この柱状節理が半円形に広がり滝壺は円形の池のような形状を呈している。滝面は下刻が進み、段瀑の様な形状になっている。滝口には小規模ながら甌穴が発達している。
　残念ながらこの滝の上流にできた水力発電所の取水堰のためにいつもはごく少量しか水流が見られない涸れ滝になってしまっている。

下城滝（小国町）

この滝は熊本県阿蘇郡小国町にある下城滝である。小国町は阿蘇の北外輪山の麓に開けている。下城滝は樅木川にかかる落差４９ｍの滝である。
　滝面と滝崖が一体となり半円形となっている。滝崖には柱状節理が発達している。この写真では距離感がよく解らないが、やはり滝の幅に比較して広い滝壺を持っている。この滝の下流部からは深い渓谷となっている。
　滝口には甌穴の形成が見られる。

数鹿流ヶ滝（長陽村）

熊本県阿蘇郡長陽村にある。阿蘇谷の水を集めて流れる黒川（白川の支流）にかかり、阿蘇外輪山の内側にある。落差５０ｍで日本の滝１００選の一つ。
　形状的には滝面と滝崖が一体となった半円形の滝崖を持ち、これまで見た「阿蘇の滝」に似ているが、柱状節理は見られない（不明瞭？）。これまで見た滝がAso３またはAso４と呼ばれる比較的新しい阿蘇火砕流堆積物による溶結凝灰岩を浸食してできた滝であるのに対し、立野溶岩と呼ばれるより古い時代の溶岩を浸食してできたためと思われる。立野溶岩がいつの時代に噴出したかについてははっきりしていないようだが、阿蘇カルデラ形成以前のものという考え方もあるようだ。
　滝口に甌穴が発達しているかは確認していない。

鮎返りの滝

（長陽村、久木野村）

熊本県阿蘇郡長陽村と久木野村の境を流れる白川にかかる。白川は南郷谷の唯一の排水路となっている。やはり、阿蘇外輪山の内側にある滝である。
　鮎返りの滝は落差４０ｍで、これまで見た「阿蘇の滝」と同様に半円形で大きく、深い滝崖と滝壺を持つ。数鹿流ヶ滝と同様に柱状節理は不明瞭であるが、やはり、立野溶岩を浸食してできた滝である。
　滝口に甌穴が発達しているかは確認していない。

鵜の子滝（矢部町）

熊本県上益城郡矢部町にあり、緑川の支流笹原川にかかる。三段の滝で一番手前が鵜の子滝（落差４０ｍ）、上の滝が鷹滝（落差１５ｍ）で、その上流にこの写真には写っていないが、つばめ滝がある。
　水流と植生に覆われて写真では分からないが、細かい柱状節理が横倒しになったり屈曲したりしている。ただし滝崖の全面に柱状節理が発達しているわけではない。
　鷹滝とつばめ滝のあいだに数百ｍにわたる一枚岩の岩床からなる広河原があるが、そこには甌穴が見られる。

２．田畑の中に忽然と滝が出現（幼年期地形）
滝と言えば山の中の渓流にかかるというイメージだが、田畑の中に忽然と出現とする滝が阿蘇の周辺には時に見かける。
右の写真は阿蘇郡小国町の中心部宮原から北を望んだものである。田園風景が広がり杖立川が右から左へと流れている。右下の川幅が広がっている部分の上流には滝と呼ぶには気が引けるほどの段差が二カ所ある。杖立川は右にやや戻り、写真の中央の樹木に添って流れる。左の白い建物のすぐ右に土田滝（はんだ、本当は土の右上に点を打つ字だが表示できない）がある。この滝は高さ２～３０ｍもありそうな大きな滝であるが、田の中にあり、その下流は高さ数十ｍの渓谷が続いている。この写真から滝の上流部から下流部にかけて同じ様な田園風景が広がっているのがわかるだろう。
　同様な光景は九州のナイアガラと別称される大分県大野郡緒方町の原尻の滝にも見られる。原尻の滝も田園の中に存在し、川幅に比べて広い柱状節理からなる半円形の滝面を持っており、典型的な「阿蘇の滝」と考えられる。もちろん阿蘇の火砕流堆積物の分布域内にある。
　これらの地形は幼年期の地形に相当する。Aso４火砕流は原地形の窪んだ所（川や渓谷）に厚く堆積し、その上に新しくできた川が、下刻を始めていると考えられる。その浸食の程度は外輪山から離れるに連れて顕著となっていく。
　外輪山の周囲（特に北側、東側）では浸食が進まず、波打つような地形をしているが、川が次第に合流して水量を増やして行くに連れて浸食が進み、ここに見るような平原に深い渓流が出現するような地形が発達する。下流になるに従って渓谷の幅は広くなり、台地（通常は河岸段丘面のような形状となり、集落や道路が位置する）は狭くなり、その比が逆転していく。このような変化は外輪山の東側で顕著に見られる。

３．川床に一枚板を持つ渓谷
右の写真は熊本県阿蘇郡小国町にある遊水峡である。大きな一枚の岩盤の上を水が流れていく圧巻である。水流の中央付近には所々、傾斜の急なところとそのすぐ下流には窪みがあり、あたかも高さ数十センチの滝と滝壺が連続しているように見える。写真の左下、川岸近くでは岩盤に直線状の割れ目が幾つか入っているのが見える。この写真では十分には判らないが、この岩全体に規則的な割れ目が入っている。
　この岩盤は溶結凝灰岩でこの割れ目は柱状節理を上から見たものではないかと考えられる。
　このような地形が更に浸食されると菊池渓谷のような地形に発達するのではないかと想像する。菊池渓谷は熊本県菊池市にある渓谷で、溶結凝灰岩の岩盤が浸食され高さ数ｍの滝や瀬が連続し、この写真のような一枚岩の広河原なども存在する。さらに、下刻が進行すると高千穂峡のように両側に凝灰岩の柱状節理の絶壁に囲まれた狭く、深い峡谷に発達するのだろうと考える。

4．「阿蘇の滝」の形成仮説
阿蘇カルデラの形成時に巨大火砕流がおこり、高温、大量の火砕流堆積物を阿蘇山周辺の広範な地域に巻き散らし、渓谷などに特に厚く堆積した。あまりに大量の火砕流堆積物が堆積したので底部では高温と高圧のため溶結して溶結凝灰岩となった。溶結凝灰岩は次第に冷えていく過程で収縮し、力学的に一番負荷が少ない形に規則的に割れ目が入った（柱状節理）。
　火砕流堆積物が一番厚くつもったところ（元々河川があったところ）が一番収縮したため、そこに新しい川が形成された。川の流れは下刻を開始し、地形の凸凹に応じて浸食のむらが生じ、やがて瀬を生じた。瀬は後退しながら小さな滝そして大きな滝へと発達していった。滝面では浸食の進行に伴って、柱状節理に沿って崩落し、垂直の切り立った崖と一直線に落下する滝が出来ていった。
　滝の下流にはやがて渓谷が発達していったが、渓谷に面する崖も柱状節理に沿って崩落をするようになり、滝の上流に比べて下流は幅広くなっていった。滝そのものも浸食に伴って後退し、その周囲の崖も柱状節理に沿って崩落する結果、滝面と滝崖は一体となり半円形を呈するようになった。また、深く円形の滝壺が形成されていった。

この項についての詳細な考察→巨大カルデラの滝の成因を考える

５．宮崎にもある似たような滝
　下の写真は西臼杵郡五ヶ瀬町の三ヶ所川にかかるうのこの滝である。滝面と滝崖が一連となった半円形の崖にかかる滝である。また滝崖には柱状節理の発達がみられ、円形の大きな滝壺を持つ。また滝口の上流部には小規模ながら甌穴も見られる。その形態から「阿蘇の滝」と考えられる。
　右の写真は宮崎県西臼杵郡日之影町にある八戸観音滝である。典型的な直瀑で優雅な姿を誇る。しかし、植生のため見にくいが、よく見ると垂直に切り立つ滝面には柱状節理が見られる。丸い形の滝崖や円形の滝壺という特徴は見られない。五ヶ瀬川は両岸を切り立った崖に囲まれ流れている。この滝はそこにかかった懸谷型の滝である。地質図を調べると阿蘇の火砕流堆積物は五ヶ瀬川の流れに沿って細く延び、八戸観音滝一帯は勿論遠く延岡市付近まで分布していることが見て取れた。
　阿蘇山の火砕流堆積物は宮崎県北西部にも堆積しており、宮崎県北西部に「阿蘇の滝」が見られることも自然なことと考えられる。

６．九州南部の巨大カルデラと滝
宮崎の滝を更に見ていくと、県北西部に限らず、「阿蘇の滝」と類似の滝があるのに気付く。
　右の写真は宮崎県西諸県郡須木村にあるままこ滝である。残念ながら下流にできたダムのために下半分が水没し、ダム湖に落ちる滝になってしまったが、滝面全体（実はこの周辺の湖岸全体）に柱状節理が発達しているのがよく解る。
　有名な関之尾の滝もその一つだ。かなり、浸食が進んで解りにくくなっているものの、滝面は溶結凝灰岩の柱状節理からなり、滝の上流には世界有数の甌穴群が発達する。
　これらの滝はまさに「阿蘇の滝」にそっくりであるが、阿蘇の火砕流堆積物はここまでは分布していないようだ。
　宮崎県と熊本県の境の山地は加久藤カルデラの外輪山と考えられている。これらの滝は加久藤カルデラの火砕流堆積物にできた滝と考えられている。
　南九州には北から加久藤カルデラ、姶良カルデラ、阿多カルデラ、鬼界カルデラと阿蘇カルデラにも匹敵するような巨大カルデラが連なっている。南九州に存在する「阿蘇の滝」に似た滝はこれらのカルデラから噴出された火砕流堆積物上に形成された滝ではないかと推察される。そうすると、「阿蘇の滝」は火砕流堆積物（つまり溶結凝灰岩）に形成された滝と再定義できそうだ。
　南九州の巨大カルデラからの噴出は繰り返し起き、それぞれに重なりが見られるため、各地の溶結凝灰岩がどの火山の噴火によるものかについては確定されていない場合が多い。

７．「阿蘇の滝」について再び考える
７－１．「阿蘇の滝」の分布
先に「阿蘇の滝」と特徴として溶結凝灰岩の柱状節理、半円形の滝面と一体になった滝崖、直瀑をその特徴として挙げた。また、阿蘇地方にある滝すべてが「阿蘇の滝」であるわけではないと述べた。ちなみに、本ＨＰに阿蘇外輪山周辺の滝をたくさん収録したので見て欲しい。「阿蘇の滝」はむしろ少数派であることにすぐに気付くだろう。
　典型的な阿蘇の滝としては外輪山北側では小国町の下城滝、東側では蘇陽町の竿渡滝、宮崎県五ヶ瀬町のうのこ滝、大分県緒方町の原尻の滝、南側では矢部町の五老ヶ滝、聖滝、御船町の七滝が挙げられる。これらの滝を地図上で見てみると阿蘇山からは少し離れた所を取り囲むように分布している。一般の人にとって阿蘇山というイメージは阿蘇の中央火口丘のことであろう。これらの滝は中央火口丘からは２０～３０ｋｍ離れていることになり「阿蘇の滝」といってもピンとこないというのが本音であろう。

７－２．「阿蘇の滝」以外の阿蘇地方の滝の形状と分布
　それでは「阿蘇の滝」以外の阿蘇地方の滝が柱状節理と無縁かというとそうではない。滝面には柱状節理は見られなくとも、滝の周囲に何らかの柱状節理が見られることがままある。また、川の上流部に小さくて、滝面に不規則節理や板状節理が見られる滝が、下流部になるに従って大きくて、滝面に柱状節理を持つ滝がある（「阿蘇の滝」）ようだ。このことを実例で以下に挙げてみよう。

７－２－１．小国地方の例
　小国地方は滝の多い地方の一つであるが、南小国町に流れる小田川の最上流部には小田の滝がある。落差はせいぜい数ｍで明瞭な節理は認めない。その約１ｋｍ下流に七滝がある。切り立った狭い溶結凝灰岩の峡谷の間に小さな滝が連続している（七つ？）。一つ一つの滝はせいぜい１０ｍ程度のように見受けられた。遊歩道から見られる上流側にある滝は板状節理の上を流れているが、その他の滝の滝面では明瞭な節理構造を遊歩道からは観察できなかった。一方両側の川岸は切り立った柱状節理が見られ、不規則節理や板状節理も見られる。七滝の約１ｋｍ下流に夫婦滝がある。節理構造は不明瞭であるが、不規則節理のように見える。周囲に柱状節理は見られなかった。ここで小田川は田の原川と合流し、田の原川は小国町宮原で杖立川に合流する。合流点より約１ｋｍ下流に前述の土田滝がある。滝面に明瞭な節理構造は観察していない。杖立川は約２ｋｍ下流で樅木川と合流するが、合流部より数百ｍ上流の樅木川に下城滝があり、柱状節理の滝面を持つ。

７－２－２．菊池川の例
菊池川の上流部にある菊池渓谷には上流から四十三万の滝、天狗滝、黎明の滝、掛幕の滝、一剣払いの滝、逢いぞめの滝がある。掛幕の滝以外はいずれも落差数ｍ程度で渓流瀑といった趣である。渓谷の川岸には至るところに柱状節理や不規則節理が見られる。滝面に柱状節理を持つもの（黎明の滝）もあるが、水の流れは直瀑ではなく渓流瀑の様に傾斜を持っている。
　その下流約５～６ｋｍに横滝と産さん滝がある。落差は前者が１０ｍ程度、後者が２０ｍ程度だろうか。横滝には浸食が進んで、やや不明瞭ながら柱状節理の滝面を持っているようだ。横滝は地形上の制約から滝壺は狭いが、産さん滝は広い滝壺を持っている。川幅が広く滝面は直線状で半円形ではない。これら２滝は非典型ながら「阿蘇の滝」と考えて良いだろう。

７－３．形成仮説
何故こんな分布になっているのだろうか？巨大火砕流噴出物が厚く堆積したとき、上部は空気で下部は基盤岩で冷やされた。中央部は高温状態が長く続く結果となった。従って、堆積物の中央部では底部と上部に比べて溶結が一番進んだ。次第に冷えて収縮する過程で溶結が進んだ所では柱状節理となり、溶結が弱いところでは板状節理や不規則節理となった。
　従って、火砕流堆積物が厚く堆積したところでは柱状節理が発達し、浅かった所では板状節理や不規則節理となった。どういうところに厚く堆積したかというと元々深い谷があったところ、すなわち現在も深い谷を刻んでいるところということになる。
　阿蘇の巨大火砕流は繰り返し起こり、Aso４の前の地形も現在と似通った地形であったと考えられる。２．田畑の中に忽然と滝が出現（幼年期地形）でも述べたように、外輪山から離れるに従って川は流量を増し、浸食力を強め深い谷を刻んでいく。外輪山の周辺ではもともと谷が浅く、火砕流堆積物が浅かったために現在は小さく、不規則節理や板状節理を主体とした滝となり、より下流部では厚く堆積した結果、柱状節理を伴う大きな滝になったと考えられる。
　河川の下刻が進み、柱状節理を浸食してもその下部には不規則節理や板状節理が出現することになる。そのため、滝面そのものに柱状節理が見られなくても、周囲の河岸や滝の上方に柱状節理が見られることがあるのだろう（前述の南小国町、七滝や菊池渓谷など）。また、溶結凝灰岩を浸食した後、基盤岩にまで浸食が進むと滝面の下部に空洞を呈する現象も説明できる（小国町下城滝、蘇陽町竿渡滝など）。
　右の写真は冒頭に紹介した熊本県矢部町の五老ヶ滝である。滝崖の下部１／３は基盤岩であることはすでに説明した。滝崖の中央部は柱状節理が明瞭であるのに対し、その上部と下部にかけて柱状節理が次第に不明瞭になる様が観察される。

項目７．「阿蘇の滝」について再び考える　についての統計学的検討を収録しました。学術的な内容ですが、一般向けの解説は付けています。