放散虫化石の処理方法

１　はじめに

　高等学校の地学では、日本列島の形成史を学ぶ。教科書には、日本列島をつくる古い地層の一つとして、チャートとよばれる岩石が紹介されている。これは、陸から遠く離れた深海底で、放散虫(ほうさんちゅう）などの二酸化ケイ素（SiO₂）の殻をもつ生物が集積してできたものである。放散虫とは、海にすんでいる動物性プランクトンのことで、古生代カンブリア紀に出現して現在に至る。その間に形態を多様に変化させてきているので、地層の年代決定に役立っている。
　 1970年代以降、この放散虫の研究がさかんに行われるようになり、日本列島の歴史が明らかにされていったが、そのきっかけとなったことの一つに、簡単な岩石処理方法の発見がある。それまで放散虫の観察には、チャートを薄く削って岩石薄片を作っていたが、それよりも短時間で、なおかつ放散虫殻の構造を詳細に観察できるようになった。
　ここでは、その簡単な岩石処理方法（フッ化水素酸法）を紹介する。　　　

２　チャート

岐阜県各務原市鵜沼宝積寺町　木曽川右岸の露頭（紡績工場跡の近く）
※右岸…上流から下流を見たときの右側の岸

【解説】
　この付近に露出するチャートのほとんどは赤色チャートで、かなり激しく褶曲（しゅうきょく）している。プレートの移動に伴って日本列島に付加し、現在この場所に露出している。注意して観察してみると、灰色や黒色のチャートがあることに気が付く（左から３、４枚目の写真）。この赤色と灰色・黒色との境界は、古生代（ペルム紀）と中生代（三畳紀）の境界と考えられていて、特に黒色の部分は、その頃の生物大量絶滅の証拠とされている。

《赤色チャート》

《灰色チャート》

　《黒色チャート》

※黒色チャート…黒色有機質泥岩ともいわれている。
　チャートの色の違いは、海底環境の違いを示しているといえる。

３　鵜沼産放散虫化石の例

　３種類のチャートから産出した放散虫をそれぞれ示す。この写真は、双眼実体顕微鏡を使って放散虫を１個体ずつ拾い出し、デジタルカメラを接眼レンズに密着させて撮影したものである（放散虫の研究では、電子顕微鏡を用いて撮影を行う）。
　放散虫の実際の大きさは、数十μm～数百μmである。
　　※1μm（ﾏｲｸﾛﾒｰﾄﾙ，ﾐｸﾛﾝ）＝1/1000mm

　(1) 赤色チャート

　(2) 灰色チャート

　(3) 黒色チャート

４　準備

試料（チャート、珪質泥岩など）、ハンマー、３～５％フッ化水素酸（フッ酸）、プラスチック製容器、ドラフト、ゴム手袋、メスシリンダー、　ピンセット、洗瓶、250ﾒｯｼｭ（目の大きさ0.063mm）の大型ふるい、アルミ容器、乾燥器、平筆、薬包紙、保存容器（サンプル瓶など）、封入材（エンテランニュー）、ガラス棒、つまようじ、スライドガラス（76×26mm，厚さ1.0～1.2mm）、カバーガラス（24×24mm，厚さ0.12～0.17mm）、透過型光学顕微鏡

５　岩石処理方法

★フッ化水素酸法（ＨＦ法）

　フッ化水素酸を用いてチャート（主成分：SiO₂）の表面を溶解し、放散虫の個体を分離する方法である。フッ化水素酸並びにその蒸気は人体に有害であるから、処理はドラフト内もしくは換気のよい場所で行い、ゴム手袋を使用する。また、ガラスを溶かす性質があるので、容器はプラスチック製を使用する。
※児童・生徒のみなさんは、先生の指導のもとで行ってください。

　　 ★写真番号の順に作業を行う

　写真１

　ハンマーなどを用いて、岩石試料を１～２cmくらいの大きさに砕く（ここでは赤色チャートを使用，30g）。
　※非常に硬く、割れ口も鋭いので、破片が目に入ったり手を切ったりしないように十分注意する。

　写真２

　フッ化水素酸（47％）　医用外毒物
　【５％フッ化水素酸の作り方】
　　市販の47％フッ化水素酸を５mlとり、水を加えて47mlにする（9.4倍希釈）。

　写真３
　
　一次処理（前処理）
　砕いた試料をプラスチック製容器に入れ、５％フッ化水素酸を加えて数時間～24時間浸す。
　この濃度と時間は、放散虫殻を溶かさないようにするための目安である。
　 ※写真のようなふた付き容器を使用する場合は、密栓せず、ふたを少しゆるめておく。

一次処理（前処理）…岩石表面の汚れを取り除くためのもので、表面がわずかにエッチングされる。
（岩石が全部溶けてしまうわけではない）

　写真４

　一次処理後、残った岩石をピンセットで拾い上げ、水洗いして取り出す。容器内の残液（薬品と残さ）は、分離して適切に廃棄する。
　次に、二次処理（本処理）として、写真３、４と同じ作業をもう一度行い、放散虫を取り出す。
　　 ※容器内の残液中に放散虫が入っている。

　写真５

　流し
　左の蛇口…シリコンゴムホースのみ。
　右の蛇口…シリコンゴムホースにじょうろの先が取り付けてある。

　写真６

　容器内の残液を250ﾒｯｼｭの大型ふるいへ移し、水洗する。

　写真７

　水洗後、ふるいに残った試料をアルミ容器へ移し、乾燥させる。

　写真８

　乾燥器
　※決まった温度はないが、80℃くらいで乾燥の程度を見ながら行えばよい。

　写真９

　乾燥試料をサンプル瓶へ移し、保管する。

６　永久プレパラートの作り方

　写真10

　乾燥試料をスライドガラスの上にまく。
　※試料がなるべく重ならないように気を付ける。

　写真11

　封入剤：エンテランニュー
　　　　　　（成分：キシレン）

　写真12

　ガラス棒の先で封入剤をすくい取り、試料の上に垂らす。
　 ※封入剤の量は、カバーガラスをかぶせたときにはみ出さない程度にする。

　写真13

　カバーガラスの片方をつまようじで支えながら、気泡が入らないようにゆっくりかぶせる。

　写真14

　永久プレパラートの完成
　※封入剤が硬化するまで、１時間ほど水平に置いておく。
　　完全に硬化するまでには数ヶ月かかる。

　写真15

　透過型光学顕微鏡で観察する。
　（倍率は100～400倍程度）

　写真16（左）、写真17（右）

　プレパラートの放散虫

７　実践例

　写真18

　『青少年のための科学の祭典』に参加　　-ミクロの化石を見てみよう-
　　　2005年愛・地球博　モリゾー・キッコロメッセにて。
　※放散虫、有孔虫、貝形虫、フズリナ、コノドント、石灰質ナンノプランクトン、珪藻

参考文献
　　
　　『西南日本の中・古生界層状チャートの研究－とくに層状チャートに記録された海洋無酸素事変』，
　　　石賀裕明(1993)，地球科学，47-1，p.63-73．
　　『化石の研究法－採集から最新の解析法まで』，化石研究会編(2000)，共立出版，p.73-78．
　　『日本列島の誕生〈岩波新書148〉』，平朝彦(1990) ，岩波書店，p.45-51．
　　『生命と地球の歴史〈岩波新書543〉』，丸山茂徳・磯崎行雄(1998)，岩波書店，p.137-149．

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