流速でふるい分けられる! 川の粒たち ― 選別堆積断面シミュレーションSorted by Water Speed! River Grains - Sediment Sorting Cross-Section

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. 山から海へ流れる川で、礫・砂・泥はそれぞれ上流側と下流側のどちらに多く積もると思いますか。In a river flowing from the mountains to the sea, where do you think gravel, sand and mud each settle most: upstream or downstream?💡 流れが遅くなったとき、重くて大きい粒と軽くて小さい粒のどちらが先に運ばれなくなるでしょうか。When the water slows down, which can the flow no longer carry first: big, heavy grains or small, light ones?
2. 大雨で川の流れが急に速くなると、すでに川底に積もっていた粒はどうなると思いますか。If heavy rain suddenly makes the river flow faster, what do you think happens to grains that have already settled on the riverbed?💡 流れが速いほど、運べる粒の大きさはどう変わるでしょうか。How does the size of grains the water can carry change when the flow is faster?

2動かしてみようTry it

1. 最初の状態(「平常」:上流端の流速 v0 = 2.40 m/s、粒子の供給量 60 粒/秒)で 10 秒ほど観察し、礫(大きな茶色)・砂(黄色)・泥(小さな黒っぽい点)が川底のどこに積もるかと、左上の「沈み始める位置」の表示を確認する。In the starting state ("Normal": Upstream speed v0 = 2.40 m/s, Grain supply 60 grains/s), watch for about 10 seconds. Note where gravel (big brown), sand (yellow) and mud (small dark dots) settle on the riverbed, and read the "Sinking starts:" line at the top left.
2. 画面上部の流速の矢印(上流側・中流・下流側の m/s の値)を読み、下流ほど流れが遅いことを確かめる。Read the speed arrows near the water surface (the m/s values upstream, midstream and downstream) and confirm that the water is slower farther downstream.
3. 「洪水」ボタンを押して(v0 = 3.40 m/s、150 粒/秒)、上流側に積もっていた礫や砂がどうなるか、礫と砂の積もる場所がどちらへ移るかを 10 秒ほど観察する。Press "Flood" (v0 = 3.40 m/s, 150 grains/s). For about 10 seconds, watch what happens to the gravel and sand already lying upstream and which way the places where gravel and sand settle move.
4. 「静穏」ボタンを押して(v0 = 1.20 m/s、40 粒/秒)、粗い粒がどこで止まるか、すでにある層の上にどんな粒が重なるかを観察する。Press "Calm" (v0 = 1.20 m/s, 40 grains/s). Watch where the coarse grains now stop and what kind of grains pile up on top of the existing layers.
5. 「上流端の流速 v0」スライダーを自由に動かして縞模様の層を作り、最初からやり直すときは「リセット」を押す。Move the "Upstream speed v0" slider freely to build striped layers, and press "Reset" to start over.

3確かめようCheck

1. 「平常」のとき、礫・砂・泥はそれぞれどこに積もりましたか。In "Normal", where did gravel, sand and mud settle?→ 礫はいちばん上流側(沈み始める位置 約 2〜23%)、砂は中流(約 38〜59%)、泥は下流側(約 78〜90%)に積もった。礫の範囲に泥がたまったり、泥より下流に礫がたまったりする逆転は起きなかった。Gravel settled farthest upstream (sinking starts at about 2-23%), sand in the middle (about 38-59%), and mud downstream (about 78-90%). There was no reversal such as gravel lying downstream of the mud.
2. 流速の矢印の値は、上流から下流へどう変わっていましたか。How did the speed values on the arrows change from upstream to downstream?→ 「平常」では上流側 約 2.04 m/s、中流 約 0.66 m/s、下流側 約 0.21 m/s のように、下流ほど遅くなっていた。In "Normal" they went from about 2.04 m/s upstream to about 0.66 m/s midstream and about 0.21 m/s downstream, getting slower farther downstream.
3. 「洪水」にすると、積もっていた粒と積もる場所はどう変わりましたか。What happened to the settled grains and the settling places when you pressed "Flood"?→ 上流端近くに積もっていた礫が巻き上げられて下流へ運ばれ(侵食)、礫が沈み始める位置は約 13〜34%、砂は約 48〜70% と下流側へ移った。泥は海まで運ばれる量が増えた(「海へ」の数が増えた)。Gravel lying near the upstream end was picked up and carried downstream (erosion). The gravel settling zone moved downstream to about 13-34% and sand to about 48-70%. More mud was carried out to the sea (the "To sea" count rose).
4. 「静穏」にすると、層はどのように重なりましたか。How did the layers stack up when you pressed "Calm"?→ 礫は上流端のすぐ近くで止まるようになり、それまで礫がたまっていた所の上に砂が、砂がたまっていた所の上に泥が重なった。こうして下の層とは粒の大きさの違う層が上に積もり、縞になった。Gravel now stopped right at the upstream end, sand began to pile on top of where gravel had been, and mud on top of where sand had been. New layers of different grain size were laid on top of the older ones, forming stripes.

4考えようThink further

1. ある崖で、下から「泥岩 → 砂岩 → 礫岩」の順に地層が重なっていました。この場所の水の流れ(または河口からの距離)はどう変わったと考えられますか。On a cliff, the layers from bottom to top are mudstone → sandstone → conglomerate. How did the water flow at that spot (or its distance from the river mouth) probably change?→ 上の層ほど粒が大きいので、この場所の流れはだんだん速くなった(河口や上流に近くなった、浅くなった)と考えられる。シミュレーションで流速を上げると、泥がたまっていた場所に砂や礫がたまるようになるのと同じである。The grains get bigger toward the top, so the flow at that spot gradually became faster (the spot became closer to the river mouth or upstream, or shallower). This is like raising the speed in the simulation, which makes sand and gravel settle where mud used to settle.
2. 地層の中で、礫の層のすぐ上に泥の層があったら、その間にどんなできごとが起きたと考えられますか。If a mud layer lies directly on top of a gravel layer, what event could have happened between them?→ 流れが急に遅くなった(洪水が終わって静かになった、海面が上がって河口から遠くなった など)と考えられる。流れが遅いと礫は運ばれてこなくなり、細かい泥だけが届いて積もる。The flow probably slowed down sharply (for example a flood ended, or the sea level rose so the spot ended up farther from the river mouth). In slow water gravel is no longer carried there, and only fine mud arrives and settles.

よくある誤解Common misconceptions

• 「重い粒ほど遠くまで転がっていく」という誤解。大きく重い粒は速い流れでないと運べないため、流れが遅くなる下流ではすぐに沈み、遠くまで運ばれるのは細かい泥である。"Heavier grains roll farther." Big, heavy grains need fast water to move, so they drop out early as the flow slows; it is the fine mud that is carried farthest.
• 「一度積もった粒はもう動かない」という誤解。流れが速くなれば、積もった粒も再び巻き上げられて運ばれる(侵食)。"Once grains settle, they never move again." If the flow speeds up, settled grains can be picked up and carried again (erosion).

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)