鳴き砂

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
移動: 案内検索
070603KotogahanaPointVeiw01.jpg
島根県大田市(旧邇摩郡)仁摩町馬路町 琴ヶ浜(近影)

島根県大田市(旧邇摩郡)仁摩町馬路町にある琴ヶ浜(海に向かって右端/地元では、”砂外れ”と呼ばれている)を歩いた音(2004年10月12日収録)
(284KB、17秒)

この音声や映像がうまく視聴できない場合は、Help:音声・動画の再生をご覧ください。

鳴砂(なりすな、なきすな)とは、砂の上を歩くとキュッと鳴るをいう。地域により「なりすな」とも「なきすな」とも呼ばれ、鳴り砂鳴き砂あるいは泣き砂とも表記される。鳴砂は、2007年に全国鳴き砂(鳴り砂)ネットワークが決定した統一表記法である(#「なき砂」か「なり砂」か参照)。

概要[編集]

鳴き砂は、一般的には石英粒を多く含む砂が、急激な鳴き砂層の動きにより表面摩擦を起こし、音を出す現象である。

日本国内には、十八鳴浜(くぐなりはま、宮城県)、琴ヶ浜(石川県)、琴引浜(京都府)、琴ヶ浜(島根県)をはじめとして多数の鳴き砂の海岸が存在する。伝説、民話の題材となったものがある。

日本国外では、海岸はもとより内陸部にある沙漠砂丘の砂でも鳴るものがある。砂漠の鳴砂の場合、堆積した砂の山が強風によって崩壊したり人為的に砂山を崩壊させたりする(砂の雪崩現象が発生する)と砂が擦れて音を出す。英語では、鳴き砂のことを"singing sand"、"whistling sand "または"musical sand"などと言う。

KelsoSand.JPG

砂が鳴る仕組み[編集]

 音の発生は砂粒の表面摩擦に起因する砂層の振動によるものと考えられているが、その詳細なメカニズムはまだ分かっていない。最もよく知られているのはBagnoldのすべり面説[1]である。砂の中にすべり面(砂の塊が動きやすくなる面)が生じて、stick-slip現象に伴いすべり面上の粉体層が弾性的に懸垂されているかのように鉛直方向に振動すると考える。1980年代に入り、同志社大学の日高重助教授らによって、強力なX線によるすべり面の連続撮影が行われ、stick-slip現象が詳しく調べられた。最近の流体力学による研究によって、すべり面は一つの平面ではなく、幅約5mm程度の無秩序で激しく運動する砂粒子層からなり、この境界層の振動によるとするslip channel説[2]が提案された。さらに、砂漠のBooming音についての大掛かりな実験から、地下2m付近に音速の不連続面が存在していて、砂が滑り落ちるときに上部の砂層が共鳴して大きな音になるとするwaveguide model[3]も提案されている。2000年代以降は砂層のバネ的性質に関心が集まり、詳細な鳴き砂の発音メカニズムの解明が進められようとしている。

 鳴き砂の成分は石英粒が主体で、砂全体に対してほぼ65パーセント以上含んでいるものが多い。鳴るためにはゴミ(浮遊性の植物起源のゴミは含まない)が少なく、自然界の鳴り砂は粒度範囲が限られ(地質学で砂と定義されている粒度範囲)1mm以上の砂,200ミクロン以下の砂の鳴り砂はないようである。海浜の工事(波消しブロックを設置したり、岬の工事等)などのために海流が変化し砂の成分構成(鉱物成分や粒度分布など)が変ってしまうと鳴らなくなる。また、鳴き砂の浜の背後やその近辺には石英を多く含む花崗岩が分布する場合が多い。感度の良い鳴り砂の浜は砂の堆積層が海に接したところに多い(島根県琴ヶ浜など)

 鳴き砂は、川から流れた細かい砂や海岸線の崖などの砂が水中に攪拌され、それが一定の波の穏やかな場所に漂着、均一化し堆積して長年のうちに表面研摩される。鳴り砂になるための海浜に最も重要な条件は砂の出入りがないことである。馬路町の琴ヶ浜はその代表な砂の堆積である。。今もなお川からの流れ込む砂の海浜では鳴り砂になることはほとんどない。それは常に新しい砂が混じってしまうからである。その地域の海が汚れることで、砂が鳴らなくなってしまうこともある。そのため、海洋汚染や自然破壊と関連づけて取り上げられることが多い。汚染によって鳴らなくなった砂を再度鳴かせるNHKのドキュメンタリー番組の企画では、長時間にわたる洗浄によって砂の汚れを完全に落とす必要があったという。鳴き砂が鳴らなくなる原因としては、粒度や構成成分が変わってしまう場合がある。この場合には、長時間洗浄しても回復の望みはない。

 鳴き砂に音を出させるためには、砂の間で表面摩擦を起こさせる必要がある。鳴り砂の砂浜の乾いた表面を手のひらで強く擦ると良く鳴り、また下駄を履いて摺り足で歩くと良く鳴ることが知られている。仁摩町馬路町の琴ヶ浜は,水中でも,ぐーっと音を発するほど感度の良い鳴り砂の浜である。乾燥していなくても感度の良い鳴り砂は音を発する。人工的に珪砂を洗浄し続けると沸騰するように水は暑くなり容器内でグーグーと鳴り始める!

鳴砂の分布[編集]

日本に存在する鳴り(き)砂を持つ海岸は約200ヶ所におよび、そのうち現在でも音を発する地域は、程度の差はあるものの150ヶ所以上存在する。その数は次第に増えてきているが、これは各地で地元の鳴き砂研究家が増え、発見につながっているからである。

2006年6月の「全国鳴き砂(鳴り砂)サミット」(開催地・山形県飯豊町)では、地元の鳴き砂研究家、および仙台市の愛好家と高校の科学部の生徒により、ほぼ同時期に阿武隈川河口の宮城県亘理町汽水湖鳥の海」付近に3kmにわたる国内最大級の鳴り砂が発見されたという事例が発表されている。

日本国外では、カナダプリンスエドワードアイランド州のBasin Head Beachが鳴き砂の浜として有名である[4]。同州内には、他にも2ヶ所の鳴き砂の浜があることが、カナダのウェブサイトから明らかになっている。また、アメリカ合衆国をはじめ、世界各国の35の砂漠に鳴き砂があることが知られている。

「なき砂」か「なり砂」か[編集]

2007年9月27日に八戸市で開催された「2007年全国鳴砂サミットINはちのへ[5]」では、全国鳴き砂(鳴り砂)ネットワーク(代表幹事団体・京都府京丹後市)が総会において表記を「鳴砂」に統一することを決定(提案)した。ただし、読みは「なきすな」、「なりすな」の二種類を、地域での呼び方に応じて使うとしている[6]

鳴り砂の海岸[編集]

日本鳴り砂浜の一例[編集]

石川県輪島市 琴ヶ浜海岸
島根県大田市仁摩町馬路 琴ヶ浜(全景)
京都府京丹後市 琴引浜

日本国外[編集]

海岸[編集]

砂漠[編集]

河川[編集]

脚注[編集]

[ヘルプ]
  1. ^ R.A.Bagnold:Proc.R.Soc.London A295A(1966)219-232.
  2. ^ A.J.Patitsas:Journal of Fluids and Structures 17(2003)287-315.
  3. ^ N.M.Vriend et al,:Geophys.Res.Lett.34(2007)L16306.
  4. ^ Basin Head Beach Information
  5. ^ 2007年全国鳴砂サミットINはちのへ(日本ナショナル・トラスト
  6. ^ 表記「鳴砂」に統一 八戸で全国サミット開幕 - デーリー東北、2007年9月30日
  7. ^ a b c d e ロシアの声、日本語版、2009年11月6日
  8. ^ ru:Кировская область#Природные ресурсы

関連項目[編集]

参考文献[編集]

和文文献[編集]

  • 小貫義男、渋谷修、鈴木重光:宮城県宮戸嶋竹浜の鳴り砂、地学研究、17(1966)77-82.
  • 栗原嘉名芽:鳴り砂について、応用物理、6(1937)168-170.
  • 木幡赳士:鳴り砂の不思議、Quark、講談社、No.37(1985)86-93.
  • 沢路雅夫他:鳴り砂の付着すべり振動の測定方法、粉体工学会誌、Vol.16 (1979)212-218.
  • 諏訪兼位、山崎一雄:敦煌鳴沙山の砂、地学研究、34(1-6)(1983)69-75.
  • 高原光:鳴り砂の雑音[Ⅰ]、千葉大学文理学部紀要、第4巻第4号(1966)417-419.
  • 土橋正二、藤田尚:鳴り砂の音響学的研究、応用物理、21(1952)361-363、29(1960)83-86.
  • 新帯国太郎:日本産鳴り砂について、地学研究、14(1963)142-148.
  • 新帯国太郎:ソ連・カザフ共和国の“歌う山”の話、地学研究、17(1966)97-101.
  • 西山恭申:能登の鳴り砂、科学の実験、Vol.29(1978)329-336.
  • 西山恭申:鳴り砂の発音機構、石川県高校理化研究部会紀要、(1978年度) 13-26.
  • 西山恭申:鳴き砂の現状と教材化の可能性、石川県高校理化研究部会紀要、(1983年度)21-30.
  • 西山恭申:鳴き砂層への弾性論の適用、石川県立野々市明倫高等学校紀要、創刊号(1985)21-27.
  • 西山恭申:劒地の泣き砂、科学風土記-加賀・能登のサイエンス-、掌華房、(1997)171-173.
  • 西山恭申:泣き砂が鳴くわけ、自然人、橋本確文堂、No.25、10月号(1993)11-14.
  • 西山恭申:かえるすなと鳴き砂層のバネ的性質、物理教育、57-2(2009)91-96.
  • 橋本万平:鳴り砂のなぞをとく、科学の実験、Vol.13(1962)484-490,571-575,789-795.
  • 橋本万平:鳴り砂の物理的諸性質(Ⅰ)地学研究、19(1968)39-45.
  • 橋本万平:鳴り砂の物理的諸性質(Ⅱ)地学研究、21(1970)157-163.
  • 日高重助、三輪茂雄:鳴き砂の発音機構について、粉体工学会誌、Vol.18 (1981)301-310.
  • 日高重助、三輪茂雄:粉体層の貫入特性、科学工学論文集、7(1981)184-190.
  • 日高重助:アコースティック・エミッションによる粉体プロセス計測法、粉体と工業、9月号(1982)25-32.
  • 牧野和孝他: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(1982)229-235.
  • 三輪茂雄他:天然および人造鳴り砂の特性について、粉体工学研究会誌、Vol.10 (1973)379-385.
  • 三輪茂雄:鳴り砂の話、粉体と工業、10月号(1978)38-41、11月号(1978)36-40.
  • 三輪茂雄:鳴り砂、自然、33、11月号(1978)58-63.
  • 三輪茂雄:鳴き砂の白い浜から、週刊朝日、(1980)10月10日~12月5日
  • 三輪茂雄:粉と粒の不思議、ダイヤモンド社、(1981)<R>

三輪茂雄:粉の秘密・砂の謎、平凡社、(1981)

  • 三輪茂雄:鳴き砂幻想、ダイヤモンド社、(1982)
  • 三輪茂雄:鳴き砂、土と基礎、31-1(1983)117-122.
  • 渡津俊行他:島根県立大田高等学校紀要、第3号(1972)11-24、第7号(1978)32-47.

欧文文献[編集]

  • 以下の文献の内、最近のものはWebサイトで公開されていて簡単に入手できる。
  • Andreotti,B.,(2004),The Song of Dunes as a Wave-Particle Mode Locking,Physical Review Letters, 93,238001-1-4.
  • Andreotti,B.,(2009),Booming Dune Instability,Physical Review Letters, 103,238001-1-4.
  • Andreotti,B.,(2012),Sonic sands,Reports on Progress in Physics,75,026602(24pp).
  • Bagnold,R.A.,(1941),The Physics of Blown Sand and Desert Dunes,London,

Chapman and Hall, 247-257.

  • Bagnold,R.A.,(1954),Experiments on a Gravity-Free Dispertion of Large Solid Spheres in a

Newtonian Fluid Under Shear, Proceedings of the Royal Society 225A,49-63.

  • Bagnold,R.A.,(1966),The Shearing and Dilatation of Dry Sand and the ’Singing’ Mechanism, Proceedings of the Royal Society 295A,219-232.
  • Bolton,H.C.,(1889),Researches on Sonorous Sand in the Peninsula of Sinai, Proceedings of the American Association for the Advancement of Science,38,137-159.
  • Bolton,H.C.,(1890),Nature 42,389.
  • Bolton,H.C.,(1890),Nature 43,30.
  • Bonneau,L.,B.Andreotti & E.Clement,(2007),Surface elastic waves in granular media under

gravity and their relation to booming avalanches,Physical Review E75,016602-1-13.

  • Bonneau,L.,Catelin-Jullien,T. & Andreotti,B.,(2010),Friction-induced amplification of acoustic waves in a low Mach granular flow,Physical Review E82,011309-1-10.
  • Brown,A.E.,W.A.Campbell,D.A.Robson & E.R.Thomas,(1961),Musical Sand:The Singing Sands of the Seashore PartⅠ,Proceedings of University of Durham Philosophical Society 13(21),217-230.
  • Brown,A.E. W.A.Campbell,J.M.Jones & E.R.Thomas,(1964),Musical sand, The Singing Sands of the Seashore Part Ⅱ,Proc.Univ.Newcastle Upon Tyne Philos.Soc.1,1-21.
  • Criswel,D.R.,J.F.Lindsay & D.L.Reasoner,(1975),Seismic and Acoustic Emissions of a Booming Dune,Journal of Geophysical Research,80,4963-4974.
  • Darwin,C.,(1889),Voyage of H.M.S.Beagle Around the World(Murray,London).
  • Douady,S.,A.Manning,P.Hersen,H.Elbelrhiti,S.Protiere,A.Daerr & B.Kabbachi,(2006),Song of dunes as a self-synchronized instrument, Physical Review Letters,97,018002-1-4.
  • Einstein,A.,(1906),Zur Theorie der Brownschen Bewegung,Ann.Phys.Leipzig,(4),19,371.
  • Goldsack,D.E.,M.F.Leach & C.Kilkenny,(1997),Natural and artificial singing sands,Nature,

386,29.

  • Haff,P.K,(1986),Booming dunes,American Scientist,74,376-381.
  • Hashimoto,M.,(1951),Some Properties of Singing Sand,Proceedings of the First Japan National Congress for Applide Mechanics,261.
  • Humphries,D.W.,(1966),The Booming Sand of Korizo,Sahara,and the Squeaking Sand of Gower, S.Wales,A Comparison of the Fundamental Characteristics of Two Musical Sands, Sedimentology,6,135-152.
  • Lewis,A.W,(1938),Roaring sands of the Kalahari Desert,South American Geographical Society,

19,33-50.

  • Lindsay,J.F.,D.R.Criswell,T.L.Criswell & R.S.Criswell,(1976),Sound-Producing Dune and Beach Sands,Geological Society of America Bulletin 87,463-473.
  • Polo,Malco,(1295),The Travels of Marco Polo [http://www.pmmh.espci.fr/fr/morphodynamique/

SongOfDunes.html]

  • Miwa,S.,J.Hidaka & A.Shimosaka,(1983),Musical sand, Powder Science and Technology in Japan,KONA,1,64-72.
  • Nishiyama,K.& S.Mori,(1982),Frequency of sound from singing sand, Japanese Journal of Applied Physics,21,591-595.
  • Nori,F. P.Sholtz & M.Bretz,(1997),Booming sand,Scientific American,277,84-89.
  • Patitsas,A.J.,(2003),Booming and singing acoustic emissions from fluidized granular beds,

Journal of Fluids and Structures 17,287-315.

  • Patitsas,A.J.,(2008),Singing sands,musical grains and booming sand dunes,Scientific Journals International,2,1.
  • Patitsas,A,J.,(2010),Squeal vibrations,glass sounds,and the stick-slip effect,Can.J.Phys.,88,863-876.
  • Patitsas,A.J.,(2012),Singing sands,booming dune sands,and the stick-slip effect,Can.J.Phys.,90,1-21.
  • Poynting,J.H.& J.J.Thomson,(1899),AText-book of Physics;Sound, 145.
  • Poynting,J.H.,(1908),Musical Sands,Nature 77,248.
  • Qu,J.,B.Sun,W.Zhang,Y.Wang & G.Kang,(1995),Surface texture of quartz grain in booming sand and its acoustic significance, Chinese Science Bulletin,40,1719-1713.
  • Reynolds,O.,(1885),On the Dilatancy of Media Composed of Rigid Particles in Contact,

Phil.Mag.,20,469.

  • Ridgway K.& R.Rupp,(1970),Nature 226,158.
  • Sholtz,P.,M.Bretz & F.Nori,(1997),Sound-producing sand avalanches,Contemporary Physics,

38,329-342.

  • Takahara,H.,(1973),Sounding Mechanism of Singing Sand, Journal of the Acoustical Society of America,53,634-639.
  • Vriend,N.M.,M.L.Hunt,R.W.Clayton,C.E.Brennen,K.S.Brantley & A.Ruiz-Angulo,(2007),Solving the mystery of the booming dunes,Geophysical Research Letters,34,L16306.
  • Wilson,C.C.,(1890),Nature 42,568.
  • Wilson,C.C.,(1891),Nature44,322.
  • Wilson,C.C.,(1908),Nature 77,222.
  • Wilson,C.C.,(1908),Nature 77,271.

外部リンク[編集]