第十次经验！ 「移动的日本列岛」有趣的「地质博物馆」探索日记

发布于 2018 年 2 月 22 日
中川隆雄的采访和文字

135 年的收藏

在当今时代，通过卫星观测甚至可以测量洲际板块的运动可能会令人惊讶，但事实上，解释大陆运动的板块构造理论仅在 50 年前建立。自1912年德国阿尔弗雷德·韦格纳提出大陆漂移说100多年以来，这一宏大的理论已被一代又一代的地球科学家所证实，他们对古地磁以及各大陆留下的化石和岩石中记录的其他信息进行了广泛的研究。

在地球科学中，研究的是与生物体的生命周期无法比拟的长期变化，化石和岩石实际上是物理证据，或“事物”。如果这些告诉我们过去的东西不存在，那么板块构造理论就完全不可能存在。

在科学中，像这样的物理证据非常重要。因此，每个研究机构都会收集、分类和保存各自领域的证据。

体现物体作为研究对象的重要性的代表性组织之一是国立产业技术综合研究所（以下简称AIST）地质博物馆。这座地质矿产博物馆位于 AIST 广阔场地的中心，向公众开放。 AIST 的前身组织之一是成立于 1882 年的日本地质调查所。

这正是韦格纳宣布大陆漂移理论的 30 年。

地质博物馆于 1980 年开放，即日本产业技术振兴机构（AIST 的前身）下属研究所迁至筑波市的第二年。这里展出了岩石、化石、地质标本等，听说自开放以来进行了重大整修后，整个探险队决定前往参观。虽然我们的主要工作是寻找有趣的研究，但我们认为偶尔休息一下（？）并探索主题略有不同的博物馆也不是一个坏主意。

博物馆馆长藤原修亲自带我们参观了新装修的博物馆内部。蓝背探险队所到之处都受到热烈欢迎。谢谢你。

``地质博物馆收藏了大约 150,000 件化石和岩石，包括存放在仓库中的化石和岩石。大多数化石和岩石是自博物馆前身地质调查局成立以来 135 年来收集的用于研究的，但其中一些是在日本找不到的珍贵矿物，还有一些是为了学术目的而购买的。

为什么有这么多样本？第一个原因是你需要在你的研究中拥有所有的“证据”。如果你没有真正的“东西”，它就无法作为以后研究的证据。第二个目的是通过展览向人们传达有关地质和矿物的知识和信息。”（藤原先生）

使用 3D 打印机再现分为 11 个部分的日本列岛

地质博物馆免费向公众开放。藤原先生和他的同事希望人们对地质研究更加熟悉，从而提高防灾意识。

“防灾听起来很正式，但我们实际上试图创造出让观众兴奋的展品。大致来说，我们有四个展厅。”藤原先生微笑着欢迎我们，并带领我们来到一楼后面的“地质图”角落。据说这是这次更新的主要展品。

角落一侧的墙壁上布满了讲述地球历史和地质调查局历史的展品。第三次探险向我们展示的也都在展出。

降落在中心的是日本列岛。一张1/340,000大小的空白地图，涵盖了从千岛群岛到南西群岛的所有地区。仔细想想，山区其实凹凸不平。

如果你仔细观察，你会发现海沟的深度是用三维来表示的！

“平面上的距离是1/340,000，但如果以相同比例再现，山和海的凹凸会太小而不易察觉。高程和海底表面的比例在垂直方向上强调了35倍。”

确实，代表群岛的山脉，如富士山、阿苏山、四国山脉和中央阿尔卑斯山，崎岖不平，彰显着它们的存在。

``嗯，这是屋久岛吗？它看起来很大，不是吗？”我问道，藤原先生说，“一开始我以为我可能把尺子弄错了，”然后转过身来。

鹿儿岛以南从海底突出的圆形岛屿。没有了海水，屋久岛的存在就和阿苏山一样。这不是比例错误，而是图像的很大一部分淹没在海底。

那么，如此精致的三维地图是如何制作出来的呢？

“整个国家被分为 11 个区块，这些区块是使用 3D 切割创建的。”

提供解释的人是地球科学可视化技术研究所的柴原明彦，他负责创建三维地图系统。为什么要分成11块呢？

``由于交货时间的严格限制，我们将整个群岛的地图数据分为11个区域，并向多家制造公司下了订单。实际上，一开始我自己用家里的3D打印机制作了一个30厘米见方的模型。''（柴原先生）

将群岛划分为11个区域还有另一个原因，这样做是为了考虑到它们的大小可以让它们通过地质博物馆的入口。当其中一位探险队成员听到这个故事时，他暗自想起他很难买一台冰箱，因为它无法从前门穿过

空白地图已转变为彩色地形图！

顺便问一下，我应该在这张凹凸不平的 3D 空白地图上画什么？ ——当我诚实地提出问题时，柴原先生走到展览后面，听到了隆隆声和开关转动的声音。

“哦！”

成员们的声音不由自主地提高了。

令我惊讶的是，一张熟悉的地形图现在投影在三维地图上，而三维地图此前一直是纯白色的石膏板。当我抬头时，我看到天花板上挂着一台投影仪。总共五台机器正在安静地工作。

这些投影仪清楚地描绘出海洋和陆地之间的界限，平原呈绿色，山区呈棕色。即使低下目光，从侧面看山腰，山脊线条也未受干扰，勾勒出美丽的轮廓。

“这是使用投影映射进行投影的。”

先生藤原稍微挺起胸膛。

投影映射是一种将图像投影到建筑物不平坦的墙壁上的技术，不仅可以清晰地显示静态图像，还可以清晰地显示视频。近年来，它在东京站等各地的活动中受到欢迎。即便如此，也是能够如此详细地展现出来的东西。

``日本列岛被划分为 10 米见方（或根据位置为 5 米见方）的网格（称为网格地图），并为每个网格提供信息。从学术角度来看，我们希望更准确地再现它，因此我们原本计划使用四个屏幕来投影图像，但我们将数量增加到了五个。''（柴原先生）

依然美丽。看日本地理空间信息管理局出版的等高线图很有趣，但还有另一种乐趣。据说是目前世界上最详细的学术投影映射。

先生柴原从AIST开始了一家内部企业，并正在承担这项投影映射，但实际上他自己购买了第五台投影仪。为了实现高清图像，他们愿意亏本参与。既然是研究员，就必须讲究自己应该关注什么。

“通过将其投影在国家地图上，您可以直观地了解地形和地质之间的关系。AIST 在网上发布了无缝地质图，但我认为将其投影在三维地图上会更容易理解。” （柴原先生）

分销网络和物质积累基础也很明显

“现在，真正的交易来了！”藤原说道，投影地图开始陆续发生变化。

例如，主要配电网络显示在地形图上。与此同时，全国各地将出现物资收集中心。您可以看到许多基地位于港口和交汇处附近。

“这样，地质和交通网络之间的关系就一目了然。最终，我们正在考虑显示活动断层的位置。” （藤原先生）

当然，您还可以绘制整个国家的地质图。这些图像基于 AIST 在其网站上发布的“1:200,000 日本无缝地质图”中的信息。

您可以清楚地看到，中位构造线从爱知县向西延伸，跨越海洋，穿过四国山脉，连接到九州。它的伟大之处在于你可以在全国范围内看到它，而不是在网上的小屏幕上看到它。

“这就是目的，”藤原先生点点头说道。

``地质博物馆的作用不仅仅是一个档案馆。它还负责探索日本列岛的地质特征如何与未来的产业相联系。这张投影图巧妙地结合了公开的信息，不仅是地形、地质，还有矿产资源、水资源、物流、设施等，Ping让我们从多个角度绘制了一幅列岛地图。对于新产业有很多暗示可以在那里找到。”

那么这不仅仅是一个展览设施，而且是一个可以成为与行业合作的关键设施？

“没错。例如，从分销专业人士的角度来看，我认为他们应该能够了解在发生灾难时应该建立什么样的供应链，以便更容易地重新启动。我希望人们第一次看到它时会感到惊讶，但最终我希望将其变成一个参与性和互动性的展览。这次更新也是为了为此目的创建一个平台。我希望你们将其视为桥梁的工具地质研究与工业之间的差距。”

策划者藤原先生的话语自然充满激情。

用视频再现海岸线的变化

“也许你也可以播放视频？”我问道，藤原先生点点头，向我展示了下一个动画。

“每次冰河时期，日本列岛的海岸线都会后退，曾经有一段时间，现在的海洋曾经是陆地。濑户内海等地区曾经是陆地。”

海岸线根据藤原先生的解释而变化。仿佛数万年的变迁，都可以在一瞬间描绘出来。 Bluebacks去年的畅销书《日本列岛一百万年的历史》中描绘的伊豆群岛从南向北移动并与日本列岛碰撞形成伊豆半岛等地形变化，最终都将能够在这张三维地图上得以表达。

“只要我们有制作动画的预算，”藤原顽皮地微笑着说道。

整修前安装在这个位置的日本列岛三维地质图只是一种带有彩绘模型的地质图。然而，通过将3D空白地图与投影映射相结合，展览从静态变为动态。

可能性是广阔的。您可以自由改变视角，从侧面或上方观看风景。观众仿佛化身为一架巨型无人机，高速飞越全国。

这还不是全部。

您还可以体验模拟海陆无缝无人机从深海海沟穿过海岸线上升到山顶。即使对于成年人来说，这也会是一次非常有趣的初次体验。

“目前，我们可以根据卫星照片、地质图和地形图这三种图案的投影，并将其与铁路网络等信息相结合，创建大约 3 x 10 种不同的图像图案。我们面临的难题是如何提高精度。地形 由于我们要求切割精度达到 002 毫米，因此我们必须相应提高投影精度。由于我们使用了五台投影仪，因此有必要进行修正。即使只有1毫米的偏差，效果也不容小觑。”（藤原先生）

液化土地的横截面

哎呀！

如果我不继续观看下一个展览，我感觉我的一天就到此为止了。

探险队很快跟随藤原先生上楼梯到了二楼。旋转的楼梯从上面看就像一个“菊石”。正如地质博物馆所期望的那样，艺术品非常详细。

二楼也展出了许多重要的物品。

这件作品的大小超过两个榻榻米，由东日本大地震后出现的千叶县东北部的液化土制成。据说，直到1955年左右，原来的河流被围垦成耕地。从河床上挖出的沙层被地震冲刷到两米以上的表土，液化现象依然清晰可见。

除了大型展览外，还有一大片从活动断层上剥离下来的断层面。

当然，这不仅仅是灾难；还有一个关于可再生能源的展览，AIST 目前正在研究该展览。重点是地热利用。自2011年东日本大地震以来，地热发电重新受到关注，尽管地热发电在位置上存在问题，例如温泉的利用以及许多地热发电站位于国家公园内，但我们正在努力与这些地热发电站共存。

研究还重点研究了地下5米至100米浅层地热的利用，并以通俗易懂的方式解释了利用不分季节的稳定地热以及管道中的循环水和防冻剂，可以利用微小的温差实现冬季供暖和夏季制冷。

地质博物馆二楼有两个陈列室，如日常生活陈列室、矿产资源陈列室、地质现象陈列室等。

草津白根火山的火山块将从喷发后 6 天开始显示

回到一楼，第四展厅展示了数亿年前的古老化石和矿物。

有趣的是，在历史矿物展示室的入口处，展示着前几天刚刚喷发的草津白根山的喷射物。

1 月 23 日喷发的草津白根火山的火山块以及喷发六天后 1 月 29 日的分析结果一起展示。怎么可能这么快就展出呢？

``AIST 是火山喷发预测协调委员会（一个灾害预防网络）的成员，因此研究人员在喷发当天就在现场。我们立即带回煤渣块，当晚对其进行了分析，并宣布很有可能发生潜水爆炸。我们很快就确定了喷射物的颗粒不含有岩浆喷发的特征，80%是由火山大厦成分组成。

此外，留在现场的研究人员对雪上的火山灰层进行了调查，发现单次喷发估计喷射出 4 万吨喷射物质，这是日本气象厅发布的物质的基础。”（藤原先生）

我明白了，与仅仅在新闻中听到不同，当您在实际看到喷射物的同时听到信息时，就会想到火山喷发的现实。你可能认为博物馆里只有发霉的文物，但地质博物馆也有正在进行的展品。顺便说一句，在草津白根火山喷发之前，这个空间一直用于展示与“Chibanian”有关的展览，“Chibanian”作为新地质时期的名称而成为热门话题。

仔细想想，日本的火山仍在活跃地散发着烟雾，日本列岛正被太平洋板块每年向东推挤9厘米。地质研究不仅仅是探索过去的历史。

纯度超过80%的黄金！心形水晶！

在化石和矿物展区，最引人注目的是纯度超过80%的金矿石。据说重量为380克。

这种拳头大小的矿石几乎全部由黄金组成，这种纯度极高的金矿石是在宫城县气仙沼市的一个金矿中发现的。江户末期至明治时期发现的矿脉据说是日俄战争中被用作战争债券抵押品的矿山。 1980年地质博物馆开馆时，当时的一名工作人员捐赠了从他父亲那里继承的物品。它是一种金矿石，是历史的活见证人。

旁边还有一种神秘的心形矿物。它是一种美丽的晶体，透明度高。

这被称为山梨县生产的日式双晶。虽然看起来像是人造物，但它当然是天然的，并且已经成为作为水晶产地而发展起来的山梨县甲府市的象征。这道菜很可能受女性欢迎。

“这块水晶是今吉收藏的一部分，另外还有美丽的矿物标本，叫做青柳收藏。所有矿物都是矿物爱好者捐赠的。据说全世界大约有5200种矿物，其中大约60种有日文名称，这里有一半，30种，还有一些展出。” （藤原先生）

对于矿物爱好者来说，馆藏种类繁多，无法在一天内探索完毕。

顺便说一下，藤原先生曾经是个化石男孩。

“在追求化石的魅力的同时，我最终进入了这个世界（笑）”（藤原先生）

展品中有已灭绝的哺乳动物Desmostyrus的整个骨架，是藤原先生亲自挖掘的。我想到了一种在日本列岛漫步的哺乳动物，它的骨骼有小孩河马那么大，腿像螃蟹一样青蛙，我不禁想象我的远祖。

正是因为我们拥有真实的事物，我们才能想象出远远超越时间的事物。

“当我带人们参观地质博物馆时，每个人总是在某个时刻停下来一动不动。前几天参观的一位建筑界人士在东京地下结构模型前停了下来，盯着它看了一会儿。然后他们的时间就到了，最后他们都冲回家了，”藤原苦笑着说道。

在听着博物馆馆长的详尽解释时，我们探险队已经没有时间了。离开这座博大精深的地质博物馆时，我向自己保证，我一定会再次参观。