地形学分野

地形学とは？

地表の形態（地形）について、なぜそのようになっているのか、どのように形成されてきたのか、今そこで何が起きているのか、また将来どうなるのか、科学的方法で研究する学問です。

山、川、海、氷、岩、土など、地形学の研究対象は多岐にわたります。

筑波大学地形学分野の活動

地形プロセス学的なアプローチを中心として、さまざまな地形現象（斜面地形、周氷河地形、水文地形、河川地形、海岸地形など）を対象に、現地観測、実験、年代測定、GISといった方法を用いて研究を行っています。

地形学研究室の実験設備

筑波大学地形学研究室の最大の特色は、地形プロセス研究を推進するための実験設備が充実している点にあります。岩石風化実験用の恒温恒湿槽、周氷河プロセス実験用の低温恒温恒湿室、斜面崩壊実験用の人工降雨装置、河川模型実験用の大型・小型水路、海岸模型実験用の造波水槽等、地形学研究室としては世界に比類のない実験装置を有しています。

低温恒温恒湿槽

岩石の凍結融解、乾燥湿潤、塩類析出による風化・破壊実験、土の凍上実験などを行います。火星や南極の気候条件のシミュレ−ション、石造文化財の破壊と保全に関する実験も行っています。写真の例では、天然記念物「碓氷トンネル」のレンガ壁材の凍結破壊を調べています。

低温恒温恒湿室

上記の恒温恒湿槽での実験よりも規模の大きい実験を行います。例えば、実物サイズでの周氷河地形（各種構造土、インボリューション等）のシミュレ−ション実験等を行っています。写真の例では、北上低地で採取したロームと軽石を使用して、最終氷期に形成されたインボリューションの形成機構を調べています。凍結融解の繰り返しに伴って、二層の境界面が変形します。

地形学研究室の野外観測施設

地形プロセス研究において最も重要なのは、どのような様式・速度で地形が変化しているかを、現地で直接測ることです。そのため、地形学研究室では、日本及び世界各地に観測地を設置し、地形の季節変化や経年変化を観測しています。観測項目には、地形そのものの変化（岩石の風化・侵食、土砂移動、地すべり変位、永久凍土の破壊・変形等）に加えて、原因となる気象・水文要素（気温、地温、降雨、積雪深、土壌水分、地下水位等）が含まれます。

フィールド調査の様子は地形ギャラリ：調査・観測にも。

北極圏スバルバール諸島での周氷河プロセス観測

国際永久凍土学会周氷河環境研究グループの中心プロジェクトとして、スバルバールにモデル実験地を設置し、観測手法や装置の改良・統一化を推進しています。岩石の凍結破壊、ソリフラクション、多角形土の破壊、岩石氷河の変形等、様々な周氷河プロセスを観測しています。左の写真では多角形土の破壊発生と地中の氷楔の発達のモニタリング、右の写真では、岩石氷河内部での永久凍土の変形を調べています。ここでの実験結果に基づいて、地球上に広く観測拠点を展開する計画です。

日本アルプスでの斜面プロセスの観測

南アルプスの高山帯で起こっている様々な斜面プロセスを観測し、高山の侵食過程を調べています。写真左では、2004年の岩盤崩壊に伴って発生したテンションクラックの変位を伸縮計や精密測量によって観測し、写真右では、ソリフラクションによる斜面物質移動を自動撮影カメラや地中に埋めた歪みプローブによって観測しています。

足尾山地における流量・土砂流出量の観測

湿潤な森林山地内での谷の形成・侵食プロセスの解明のために、堆積岩（チャート）を基盤とする谷頭流域にて、長期的な流量・土砂流出量のモニタリングを行っています（写真左）。C3流域では、2005年に土石流が発生し、地上型レーザースキャナによる測量から、流路が最大1 m侵食されたことが明らかとなっています（写真右）。

北海道・日高地方の斜面崩壊地における水文観測

2003年8月、北海道・日高地方新冠町付近には台風が接近し豪雨となり、多数の表層崩壊が発生しました（写真左）。この崩壊のメカニズムを解明するために、土層の力学的性質、岩石の風化に対する抵抗性などの調査に平行して、地中水の圧力水頭の連続観測を実施しています（写真右）。

岩石タブレットの野外風化実験

阿武隈山地のカコウ閃緑岩流域内の地上、腐植土壌中、不飽和土層中、飽和土層中（湧水）に、8種類の岩石試料（タブレット）を設置し、定期的にその重量変化を測定しています。写真左はタブレットの入ったネットを土壌中に埋設している様子です。実験は1992年12月28日にスタートし、通算15年が経過しました。飽和土層中での風化（溶解）作用が最も顕著であり、15年間にカコウ閃緑岩(Gd)の重量は平均6.2%、石灰岩(Ls)では40%も減少しました（写真右）。 2008年からは、地温の連続観測と二酸化炭素濃度の定期測定を開始しました。

研究内容の紹介

大学説明会でのポスター［PDF］

研究成果

具体的な研究成果や授業内容は》研究・教育のページへ。