地質と滝(地層区分大分類毎の検討)

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 滝と地質の関係を見ることは本HPのテーマの一つであるが、滝を構成する岩石の種類は広範である。中には類例の少ない岩石も多数あり、統計学的な検討が困難である。そこで、滝を構成する岩石を成因別に4区分した上で比較した。
 検討に用いた滝数は堆積岩266、火山岩477、深成岩202、変成岩80、計1025滝である。このうち、単瀑として検討した滝数は堆積岩189、火山岩371、深成岩155、変成岩59、計774滝であった。ただし、玄武岩溶岩は堆積岩に、火砕岩、溶結凝灰岩は火山岩に含めた。
 なお、検討によってはデータ不明の滝があり除外したため、滝数は微妙に異なった。ただし、検討滝数が多く、全体の結論には影響しないと考えられるので詳細は省略した。
 なお、このページは北中康文著「日本の滝、東日本661滝1)、西日本767滝2)」に記載された滝データ、地質データをもとに行ったメタ解析の一部である。

1.滝の落差と形態分類注1
滝の分類としては永瀬嘉平氏の著作に紹介された分類法(直瀑、渓流瀑、段瀑などに分類。以下、永瀬氏分類とする)が最も有名である。この分類は滝の姿が人の心にどのように映るかという事に着目した心象分類と言えるであろう。簡単で分かり易く、印象深いという特徴を持つ。しかし科学的な観点からは問題が多い。
 HP「滝を観る」に記載された分類(以下、滝おやじ分類)は科学的観点からみた客観的で重厚な分類である。分類法というよりも客観的な滝の記述法という色彩が強く、初心者にはやや難解である。今回はメインの分類のみを検討に用いた。
 まず永瀬氏分類との関係(図1A)では一番特徴的なのは火山岩で緑色で示す直瀑が多く、ピンク色で示す段瀑が少ない。黄色の渓流瀑は深成岩に多く、変成岩に見られなかった。オレンジ色の潜流瀑は深成岩には見られなかった。

図1A.滝を構成する岩石と永瀬氏分類の関係
χ二乗検定で有意差あり(P<0.01)

滝おやじ分類(図2B)でみても最も特徴的なのは火山岩で、緑色の連瀑が少なく、ピンクの色の直下瀑が多い。懸崖瀑、壇瀑が多いのも特徴である。深成岩は緩斜瀑が多いのが特徴で、懸崖瀑、段瀑が存在しない。堆積岩、変成岩は似たような構成であるが、変成岩には懸崖瀑、段瀑が存在しなかった。

図1B.滝を構成する岩石と滝おやじ分類の関係
χ二乗検定で有意差あり(P<0.001)

2.主要岩石と落差の関係
 全滝で滝の構成岩石別に滝の落差を比較した(図2A)。統計学的検定では有意差が出なかった。滝おやじ分類の連瀑と壇瀑を除き、単瀑のみを対象に検討(図2B)すると、より顕著に差が出た。火山岩が堆積岩、深成岩に比較して有意に高かった。

図2A.滝を構成する岩石と滝の落差(全滝) 図2B.滝を構成する岩石と滝の落差(単瀑)
各棒が落差の平均を、上に付けたひげが標準偏差を示す。A:全滝の検討。そのままでは全体で有意差が出なかった。B:単瀑のみでの検討。多重比較の結果火山岩が堆積岩、深成岩に比較して有意に高かった。

3.主要岩石と滝面傾斜(単瀑のみでの検討)
前項と同様に滝おやじ分類の連瀑と壇瀑を除き単瀑として、滝面の傾斜を検討した。
 滝面傾斜を懸崖瀑を1、直下瀑:2、急斜瀑:3、中傾斜瀑:4、緩斜瀑:5として点数化した。ただし、滝おやじ分類の緩斜瀑を比較的傾斜が急のものを中傾斜瀑、緩いものを緩斜瀑とした。また、階瀑は全体の傾斜で上記点数のいずれかを割り当てた。後は滝おやじ分類をそのまま用いた。従って、数字が小さいほど急傾斜であることを示す。
 図3には上述の点数の平均を棒の高さで、うえにつけたひげで標準偏差を示している。
 火山岩の滝が最も急傾斜で、堆積岩、深成岩と続いた。変成岩は堆積岩と同程度であるが、統計学的有意差はなかった。
図3.滝を構成する岩石と滝面傾斜の関係
多重比較の結果、堆積岩、火山岩、深成岩相互で有意な差があった。

4.主要岩石と連瀑数の関係

滝を構成する岩石毎に連瀑の数を検討した(図4)。単独瀑が1となり、二連瀑は2となるのだが、多連になると書籍からは正確な情報が得られないので、5連瀑以上はすべて5とした(本文中に連瀑数が書いてある場合を含む)。
 その結果、火山岩は堆積岩、変成岩に比較して有意に連瀑数が少なかった。深成岩は両者の中間であった。この結果は、滝おやじ分類の連瀑の比率に一致している。
図4.滝を構成する岩石と連瀑数の関係
多重比較の結果、火山岩は堆積岩、変成岩に比較して有意に少なかった。

5.滝の標高

図5.滝を構成する岩石と滝口の標高の関係
多重比較の結果、火山岩の滝の標高は堆積岩、深成岩、変成岩のそれより有意に高かった。

滝の標高が何を意味するのか客観的に評価するのは難しいが、北中氏の著作では全滝に滝口の標高が記載してあるので、集計してみた(図5)。
 標高の平均を棒の高さで、上に付けたひげで標準偏差を表す。
 その結果火山岩の滝は他の岩石の滝より有意に標高が高かった。この結果は、滝おやじ分類の連瀑と壇瀑を除き単瀑のみで検討しても同じ結果だった。

まとめ
1.滝の形態分類、永瀬氏分類では火山岩に直瀑が多く、深成岩に段瀑、渓流瀑が多かった。渓流瀑は変成岩、潜流瀑は深成岩には見られなかった。 滝おやじ分類では、火山岩に連瀑が少なく、懸崖瀑、直下瀑、壇瀑が多かった。深成岩には緩斜瀑が多かった。深成岩、変成岩に懸崖瀑、壇瀑は存在しなかったが、堆積岩、変成岩は似たような組成であった。

2. 火山岩の単瀑は落差も高く、傾斜も急であった。深成岩の単瀑は緩傾斜であった。

3. 連瀑数は火山岩が少なく、堆積岩、変成岩が多かった。 火山岩の滝の標高が高かった。

 


参考文献

1)北中康文(2004):日本の滝@東日本661滝.山と渓谷社

2)北中康文(2006):日本の滝A西日本767滝.山と渓谷社

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