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滝と地質（九州の地質） |
はじめに
宮崎の滝を見て歩くうちに、それぞれの滝の異同を考えるようになった。近くに同じ様な姿格好の滝があることは感覚的に理解できるが、離れたところにある滝にも前に見た滝と同じ様な滝を発見（？）する事がままあった。
なぜ、こんな事が起こるのだろうと考えた過程をこのページにまとめることにした。
まず、最初の仮説は似たような滝は似たようなでき方をしたのであろう。滝の多様性を決定する要因を考えると、まずは地形の違い、そして地質の違い。それから浸食の強さ、浸食を受けた時間経過といったところだろうか。同じ様な地質の所には同じ様な地形が発達するであろうし、地形が浸食の強さに影響するであろう。また、浸食の強さを決定するもう一つの因子は水量であるが宮崎の滝はほとんど河川の上流にあるので、とりあえずは無視して良いだろう。浸食を受けた期間もまずは地質が形成されて現在までということになるので、地質の違いが滝の形に最も影響を及ぼしているという仮説を立ててみた。
この考察は三つのページからなっている。まずこのページは宮崎の地質を考える上での基礎的事項からなっている。次のページは南九州の滝を考える上で最も特徴的な性格を持つ巨大カルデラ地域における滝の特徴を考えている。最後のページでは宮崎の滝を地質的な特徴から５つに分類しようという試みの中で宮崎の滝をより深く理解することを目指した。
１．九州の地形
九州は三つの異なる地質構造を持つ地域からなっている。北九州地域は中国地方の続きと考えられ、なだらかな山々から成っている。一方、南九州は壮年期地形とされる四国地方の続きと理解され、やはり急峻な山々が連続している。その中間の中九州は本来なら瀬戸内海と同様な多島海と成るべき所だったかもしれないが、度重なる火山の噴出のために火山地域となっている。
火山噴火も幾つかの時代に分けられ、幾つかの種類に分けられるが、九州の地形を考える上で最も重要なのが阿蘇カルデラをはじめとする巨大カルデラの形成である。
２．阿蘇カルデラの形成
現在の阿蘇カルデラの形成は３０万年前から始まったと言われる。その噴火の様式で一番特徴的なのは巨大火砕流による噴火である。Aso１、Aso２、Aso３、Aso４と呼ばれる４回の大きな噴火があったという。そのうちで一番新しくまた一番大きな噴火がAso４と呼ばれるもので８万年前に起こったとされる。その結果、阿蘇山の周辺の広範囲にわたって火砕流堆積物が堆積した。阿蘇山の周辺部では連続的に１００～２００ｍの厚さに堆積した。周辺になると断続的になるが、最遠方になると延岡市（宮崎県）、人吉市、本渡市（熊本県）、伊万里市（佐賀県）、大分市（大分県）にまで達している。
火砕流堆積物は元々の地形の低所に厚く堆積したが、その圧力と高温のため下部から溶結して溶結凝灰岩となり、ゆっくりと冷えていく過程で次第に収縮し、規則的な割れ目を形成していった。これらが後に溶結凝灰岩の柱状節理の形成過程となり、火山地形に形成された滝と渓谷を見る上で見逃せない事項となる。
なお、Aso４の噴火後、大量の噴出物を噴出した火山体下部は空洞化し、陥没して現在の阿蘇カルデラが形成された。その大きさは南北約２４ｋｍ、東西約１８ｋｍにわたる。阿蘇カルデラの形成後、さらに火山が噴出し、中央火口丘が形成され、その噴火は現在まで持続している。中央火口丘ができた結果カルデラ底は北側の阿蘇谷と南側の南郷谷に二分された。
３．南九州に連続する巨大カルデラ
阿蘇カルデラが最も有名でよく研究されたカルデラにあることは間違いないが、南九州は阿蘇カルデラ以外の巨大カルデラが連続する地域である。北から、加久藤カルデラ（宮崎県えびの市周辺）、姶良カルデラ（錦江湾最奥部、中央火口丘が桜島）、阿多カルデラ（錦江湾南部）、鬼界カルデラ（薩摩半島の沖、鬼界島周辺）が連続している。
それぞれのカルデラが阿蘇カルデラと同様な大火砕流噴火を繰り返し、南九州一帯に火砕流堆積物をまき散らしていった。その分布は時間的、空間的に錯綜しており、どの火砕流堆積物がどの火山から噴出されたのかが判っていないものも多い。姶良・阿多カルデラからの噴出物は南九州一帯を厚く覆い（１０～２０ｍ）、シラス台地を形成している。２万２千年前に姶良カルデラからの巨大噴火が起こり、最後の巨大噴火は６３００年前の鬼界カルデラからの噴火とされている。
４．プレートテクトニクスと地層形成
日本の地層がどの様にできたかについては最近（２０年ほど前）のプレートテクトニクスについての研究で明らかになってきた。日本近くの海溝部（西日本では南海トラフ）で日本が載っている大陸のプレートの下に海洋のプレートが沈み込んでいる。その時に大陸プレート上の海底堆積物に海洋プレートの海洋性の海底堆積物が一緒になって剥ぎ取られ、大陸プレートの端に張り付けられていく（海洋のプレート上に海山や石灰岩地層などの地層が載っていた場合にはこれらが、陸上の地層の間に挟まれることになる）。これを付加体と言うが、付加体がどんどんついていくに従って、古い付加体は陸側に押しやられ、盛り上がる力を受けながら、断層、褶曲を作りながら重なっていく（造山活動）。これが基本的な考え方である。
さらに、もう少し詳しく考えていくと、通常は陸で浸食されて海に流された土砂は陸の近くの海底に堆積している。何か大きな衝撃が生じたとき（通常は大きな地震）に乱泥流というのが生じ、海底に堆積した土砂を一気に沖合に流してしまうことがある。乱泥流が収まるときに陸地に近い部分にはより大きな粒子が、遠くにはより小さな粒子が、また、同じ場所では初期に大きな粒子が、末期には小さい粒子が堆積することになる。長い時間経過の後にこれらは圧縮され、砂岩層と泥岩層になっていく。このようなプロセスが繰り返される結果、間に海洋性堆積物を種々の程度に含んだ砂岩と泥岩の互層ができあがっていく。
より、大陸側に古い地層が、海側（太平洋側）に新しい地層が形成されていく。中央構造線の九州地方における延長と考えられている（確定はしていないようだ）臼杵－八代構造線と佐伯市北方から人吉市西方にかけて走る仏像構造線との間の基盤岩を秩父帯という。これは３億１千万年～２億１千万年前の海山と約２億４千万年～１億５千万年前に堆積した地層の付加体でチャートと呼ばれる硬い岩石を挟むのが特徴的である。これは遠洋で堆積したものとされている。
仏像構造線の南側は四万十層と呼ばれ、１億３千万年～２２００万年前の地層の付加体である。四万十層は延岡市北方から人吉市西方へと走る延岡構造線によって北帯と南帯に分けられる。
５．宮崎の地質のまとめ
宮崎県の堆積岩地層は北西部（西臼杵郡一帯）に秩父帯と呼ばれる比較的古い地層が北東－南西方向に連なる。この地層の中には海洋性由来と考えられる古い地層が挟まれている。石灰岩地形や各種の鉱物が産出され多様性に富んだ地帯である。それ以南の宮崎県の大部分は四万十帯という砂岩と泥岩の互層を特徴とする地帯が秩父帯とほぼ並行に分布する。所々に硬い変成岩が挟まれており、滝の成因を考える上で興味深い。
県北部、とくに五ヶ瀬川流域には阿蘇カルデラからの火砕流堆積物が堆積し、溶結凝灰岩からなる渓谷を発達させている。また、県南部一帯は姶良カルデラなどからの火砕流堆積物のため、溶結凝灰岩地形やシラスなどの特殊な土壌を堆積させている。
県南西部鹿児島県との県境付近には霧島火山群が噴出している。
参考文献
以下の文献を参考にいたしました。本ページの説明は特に５，７，１０の文献に共通して書いてあることを中心に概説しました。これらの書籍には図表があり解りやすいのですが、著作権の関係で引用できません。参照されると解りやすいと思います。
１）宮崎県高等学校教育研究会理科・地学部会編（１９７９）：宮崎県地学のガイド．コロナ社
２）守屋以智雄（１９８３）：日本の火山地形．東京大学出版会
３）貝塚爽平、鎮西清高編（１９８６）：日本の自然２、日本の山．岩波書店
４）熊本日日新聞社（１９８７）：地域学シリーズ①、新・阿蘇学．熊本日日新聞社
５）平朝彦（１９９０）：日本列島の誕生．岩波新書、岩波書店
６）山中進、鈴木康夫編（１９９２）：肥後・熊本の地域研究．大明堂
７）内嶋善兵衛、勘米良亀齢、田川日出夫、小林茂編（１９９５）：日本の自然地域編７、九州．岩波書店
８）足利武三、井上優（１９９５）：九州の滝 渓谷 湖．西日本新聞社
９）熊本日日新聞社（１９９８）：熊本の名水、水源と滝・渓谷．熊本日日新聞社
１０）九州応用地質学会九州支部編（１９９９）：九州の大地とともに．築地書館