「鳴き砂(なきすな)」を鳴らそうー

地質ニュｰス547号,58-60頁､2000年3月
獨楴獵
湯
捨
㈰〰
｢鳴き砂(なきすな)｣を鳴らそう!
兼子尚知1〕
1.はじめに
｢中部地質情報展｣では,｢鴫き砂｣の音を聞く簡
単な実験を,たくさんの方に体験してもらいました.
ワイングラスに入れた｢鳴き砂｣を棒で突いてみる
と,｢キュツ!キュツ!｣と心地よい音がします.普通
の砂では,このような音はでません.
網野町
琴引浜
青谷町
青谷浜
井手ケ浜
水無瀬浜
仁摩町泊村
琴ケ浜石脇海岸
五十猛海岸
萩市
小原浜
福岡市
海の中道
蔦1へ
｡届
田沢湖町･白浜中璽
飯豊町
遅谷
巻町
角海浜
門前町
琴ケ浜
丹後町
砂方浜
南紀白浜^
2.｢鳴き砂｣ってなに?
｢鳴き砂｣とは,海岸の砂浜を歩くと｢キュツ!キ
ュツ!｣という音のする砂のことです.その砂を容器
に入れて棒で突いても鳴りますので,室内で簡単
に実験を行うことができます.しかし,どこの砂浜
にも,そのような砂があるわけではありません.国
内では,現在30ヶ所あまりの鳴き砂の浜が知られ
ています(第1図).砂を構成する
小清水町･小清水海岸
鉱物の種類や,砂粒の大きさなど
んが限られること,さらにその砂が
｢きれい｣であることが,鳴き砂の
条件です.
鴫き砂の特徴として,ガラスの
イタノキ浜
東通村･猿ケ森砂丘
唐桑町･九九鳴き浜
気仙沼市･十八鳴浜
4'一一女川町
鳴浜^
㌦
小屋取浜
夏浜
牡鹿町
竹浜
白浜
＼
十八成浜
いわき市
照島･
兎波路海岸
豊問海岸
永崎海岸
閥山海岸
ト印は土末工事などによって消滅した鳴き砂(鴫わ浜)の浜]
原料となる石英という鉱物の割合
が高いことがあげられます.その
ため,海岸の砂の供給源となる後
方の山々(後背地)に,石英の多
い岩石が分布することが,鳴き砂
のできる第一の条件となります.
もう一つの重要な条件は,砂浜
が｢きれい｣であることです.生活
排水や流油で汚れると,砂は鳴ら
なくなってしまいます.健全な自
然環境のもとでは,砂浜は常に波
で洗われ,粒のそろった,きれい
な砂ができます.鳴き砂の存在は,
自然環境の指標にもなるのです.
残念なことに,かつては鳴き砂の
浜だった海岸が,汚れや開発のた
めに次々と失われつつあります.
鳴き砂の浜を守ることば,貴重な
自然を保護することにつながりま
す.
第1図日本の鴫き砂の分布図((財)日本ナショナルトラスト､1997).
1)地質調萱所地質部
キｰワｰド:小部地質情報展,鴫き砂
地質ニュｰス547号
｢鴫き砂(なきすな)｣を嶋らそう1
一59一
策2図強力エックス線透過写真(右;鳴き砂:左;普通
の砂)((財)日本ナショナルトラスト,1997).
3.どうして鳴るの?
鳴き砂の申に棒が入り込むと,瞬間的に薄い砂
の層が周期的にいくつもでき(第2図;右),これら
が振動します.この振動が,鳴き砂の音の秘密で
す.普通の砂では,このような層は発生しません
(第2図;左).これは,鳴き砂の砂粒の表面のすべ
り具合が特殊なために起こる現象なのです.砂粒
が汚れてしまうと,そのすべり具合が変化して,鳴
らなくなってしまいます.
4.音を,｢見よう1｣
マイクを使って,コンピュｰタに鳴き砂の音を取
り込んでみました.こうすることによって,音を｢見
る｣ことができるようになります.音声解析ソフトウ
10刑サンプル抽出国囚ロロ囚四回匝
第3図嶋き砂の音の波形.
エアで,波形表示(第3図)やスペクトル分析(第4
図)をすれば,鳴き砂の音色の特徴がよくわかりま
す.この鳴き砂の音は,1,000Hzにビｰクがあるこ
とが読みとれます.
音声解析には､以下のソフトウェアを使用しまし
た.
･DigFi11南幸男氏･波多浩昭氏作のフリｰウェア
･SoundApp:Noman氏･Franke氏･森本尚孝氏
作のフリｰウェア
詳しく説明すると
鳴き砂の発音機構は,理論的に解明されている.
鴫き砂に棒を貫入させる場合の,動的な過程は
以下の通りになる.貫入棒の貫入開始時点では,砂
は静止摩擦により棒を支えているが､静止摩擦によ
り支えきれなくなると,第断崩壊を起こす.その時生
じるすべり帯は,砂が上に押し上げられ緩い充填状
態となっている(第5図).ひとたび勇断崩壊が起こ
ると,棒を支える力は動摩擦にかわって急激に低下
し､棒の貫入が起こる.貫入により力が解放される
と,再び静止摩擦により棒が支えられる.この過程
の繰り返しが,砂全体の周期的上下運動を引き起
こし､音を発生する.この時のすべり帯の幅△ムと,
崩壊の周波数fは右の式で示される.
これによると,静止摩擦係数と動摩擦係数の差が
大きくなれば,すべり帯の幅△わが大きくなり､周波
数∫が小さくなることがわかる.また,周波数fは整数
･中(1･芸)一㎞(1･芸)/
ア言(〃･1)益
Bは貫入棒直径､
Vpは貫入棒の貫入速度､
φSは静止摩擦角､
φeは動摩擦角､
Nは整数ですべり帯の数
㈩
1Vに比例するため､鳴き砂の音は倍音構造となる..
砂が汚れて粒子表面の静止摩擦係数が小さくな
ると,上記のようなダイナミックな運動が起こらなくな
り,その結果砂は鳴かなくなる.
((財)日本ナショナルトラスト(1997)より;一部改編)
2000年3月号
一60一
兼子尚知
砂面貫入捧
磁
ムh
滑り箒^
滑り帯b
すべり幣の発生
第5図嶋き砂の発音機構説明図((財)
日本ナショナルトラスト,1997).
第4図鴫き砂の音のスペクトル.
いずれもMacintosh用ソフトウェアで,下記のホ
ｰムペｰジなどから入手(ダウンロｰド)が可能です.
<http://www.vector.cojp/〉
5.最後に
鳴き砂の一般的な参考書として,三輪(1994),
(財)日本ナショナルトラスト(1997)があります.発
音機構の専門的な論文としては,日高ほか(1986),
牧野はか(1982)があげられます.なお,下記の三
輪茂雄氏のホｰムペｰジに,鴫き砂に関する詳し
い情報が載っています.
<http://www.bigai.ne.jp/'miwa/index.htm1〉
鴫き砂の実験ムｰビｰ(QuickTimeMovie)を
作成し,筆者のホｰムペｰジ(下記)にアップロｰド
しました.動画とともに,鴫き砂の音を聞くことが
できますので,ご覧ください.
くhttp://www.9sj.9ojp/･kaneko/myHomeJ.html〉
中部地質情報展の準備･運営に関わった多くの
方々,ならびに鳴き砂について有益な情報をくださ
った三輪茂雄氏に,この紙面を借りて感謝いたし
ます.
参考文献
日高重助･三輪茂雄･牧野和孝(1986):粒状体の流動における音の
発生機構.化学工学論文集,12.p.192-198.
(財)日本ナショナルトラスト(1997):全国鴫き砂(鳴り砂)調査報告
書､
牧野和孝･日高重助･牧春彦･三輪茂雄･ThomasP.Meloy
(1982):プランジャｰの貫入により形成される粒子存在密度分
布について.粉体および粉末冶金､29,p.229-235.
三輪茂雄(ユ994):消えゆく白砂の唄一鴫き砂幻想.近代文芸社.
K㎜EK0Naotomi(2000):Let'splaymusicalsand!
<受付:2000年1月7日>
地質ニュｰス
547号

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