右端は「スナモグリ」のイメージ図。スナモグリは生物学的にカニに近い生物で、海底に穴を掘って暮らしている。左右どちらかのハサミが巨大になるのが特徴。日本だけでなく世界中で見つかるが、ノジュールに含まれているのはハサミだけで、体本体が含まれていることは、ほとんどない。
学名：カリアナッサ・ホッカイドウエンシス
時代：新生代古第三紀始新世
産地：北海道三笠市
所蔵：三笠市立博物館（収蔵番号MCM-A1374 ）「7 三笠の化石 」コーナーに展示中
採集者：故 解良正利氏


 「ノジュールのでき方」

それではノジュールはどのようにして形成されるのでしょうか。ここでは最も一般的な種類のノジュールで、また北海道ではアンモナイトが含まれている「炭酸塩ノジュール」のでき方について解説します。

炭酸塩ノジュールは、炭酸カルシウム分（CaCO3）が結晶化した鉱物（方解石）によってコンクリートのように固められたノジュールです。実際、コンクリートの主成分はカルシウム（石灰分）ですので、ノジュールは天然のコンクリートとも言えます。

ノジュールが形成される詳しいメカニズムはまだわかっていないことも多いのですが、生物の遺骸の存在と、それを分解する（腐敗させる）バクテリアの活動が、ノジュールの形成に大きく関与していることは間違いないとされています。

「ノジュール形成にかかる時間」

ノジュールは、実はかなり短い時間で形成されたと考えられています。先に、地圧とノジュールの関係で見てきたように、どんなに遅くても、地圧がかかるよりは早くノジュールが形成されていないと、遺骸が潰されてしまいます。例え、数cm埋まっただけでも、少なからず地圧がかかっていることを考えても、遺体が泥に覆われてからかなり早い時期にノジュールの形成が始まらなければなりません。また、先にカニの化石の例で示したように、遺体が死後の損傷を受けていないということは、遺体が壊されるよりも早くノジュールができ始める必要もあります。

こうしたことから、ノジュールは生物の死後かなり早い時期、それもノジュールの周りの地層がまだ柔らかい時に、ノジュールとなる部分だけは硬くなっていたと考えられます。

どれくらいの時間でノジュールが形成されるか、色々な説があるのですが、具体的な数字が、最近行われたツノガイと呼ばれる貝類の化石を含んだ直径2cmほどのノジュールを用いた研究で発表されています。その研究によるとノジュールが2mm成長するのに、数日から数週間程度とされ、そのことから、直径2cmに達するまでは、数週間から最大でも2〜3ヶ月程度だったと見積もられています。

 

学名：ビンクティファーの一種
時代：中生代前期白亜紀
産地：ブラジル　セアラ州
所蔵：三笠市立博物館（収蔵番号MCM-K243）「4 生命の歴史と化石」コーナーに展示中
購入標本

普通は腐ってしまうような柔らかい組織が化石となっているということは、これらの組織が腐るよりも早く化石化しているということを意味しています。実験室で実際に魚を腐らせて実験したところ、死後数時間にも満たない速さで組織が腐り始める事がわかりました。このことから推定するとサンタナ層の魚化石は、魚の死後数時間以内という、驚くほどとても短い時間でノジュール化が始まっていた、ということになります。

難しい話になるので、ちょっとだけ書きますが、サンタナ層の魚化石の肉組織の保存は、嫌気性バクテリアと、その働きによるリン酸カルシウムの沈澱が関係しているとされています。サンタナ層のみならず世界的にも肉組織の化石はリン酸カルシウムの沈澱で保存されており、炭酸カルシウムで保存されていることはないそうです。ただしサンタナ層の魚ノジュール全体は炭酸カルシウムからなるので、ノジュール形成中にリン酸カルシウムの沈澱から炭酸カルシウムの沈澱へと変化があったことになります。さらにリン酸カルシウムは酸性環境で沈澱しやすいのに対し、炭酸カルシウムはアルカリ性環境で沈澱します。この相反する沈澱環境はノジュールの形成中に化学的な環境変化があったことを示します。等等、サンタナ層の魚化石はノジュールの形成過程を研究するのに、大変興味深い事例とされています。

そうした中で、いとも簡単に大型ノジュールが割られてしまう事態に遭遇した時のことをお話しします。

三笠市にある桂沢ダムは昭和26年に完成したダムで、その人造湖「桂沢湖」の周辺からはたくさんの白亜紀の化石が見つかります。桂沢ダムは、水の容量を増やすために、近年嵩上げ工事が行われ、令和6年に「新桂沢ダム」として竣工式が行われました。嵩上げ工事に伴い、コンクリート用の砕石が必要なため桂沢ダムにほど近い「原石山」という場所で採石が行われていました。

原石山には蝦夷層群三笠層が分布しており、採石に伴って化石が発見される可能性があります。そうした理由から、ダム工事の実施主体である北海道開発局幾春別川ダム建設事業所のご協力により、採石中に化石などが発見された時は、我々にご連絡をいただくことになっていました。

また、原石山からはノジュールも時折産出することから、発見されたノジュールについても集積いただくこととなっていました。

そういった状況下で、まだダムが工事中だったある日、幾春別川ダム建設事業所の方から、集めたノジュールを見て欲しい、というありがたいご連絡がありました。

早速、学芸員たちで現場に行ってみると、集めていただいたノジュールがゴロゴロ。原石山から産出するノジュールは一般に大型で、直径50cm以上あることも普通です。おまけに砂岩のノジュールなので、半端な硬さではありません。とても我々の手に負えるとは思えず、現場で途方に暮れました。
 

重機は集められているノジュールの前で止まると、アームを延ばし、ブレーカーの先端を大きなノジュールの一つにあてがいました。次の瞬間「ガッガッガッ！」という轟音と共にブレーカーが振動し、あっという間にノジュールがパカっと割れました。そして、次々と違うノジュールにブレーカーをあてがうと、パカパカと割って行くではありませんか！。


これには驚きました。ノジュールがこんなにいとも簡単に割れてしまうとは！それにしても、ブレーカーの「針」の先端はそれほど尖ってはいないし、見ている限りでは、そんなに大きな上下動のストロークがあるようには見えないし、なぜ岩が割れるのか不思議です。実際、割れるのですから、「針」が岩にとても大きな剪断力をかけているのは間違いないのでしょうが、やっぱり不思議です。