自然科学的分析

本調査地点 では、弥生時代早期 の突帯文土器片 を 共伴 した土坑5出_{土 の炭化物(図}62A)、 お よび調査 区東半の窪地部底部の〈12層〉中で検出 した焼土 。炭 化物集中部 1の 大型炭化材(図

62B)に

ついて、放射 性炭素年代測定 を実施 した。 また、焼土・炭化物集 中部 1を 検出した窪地部の堆積環境 に関する情報を 得る目的で、珪藻分析 を実施 した(図62C)。 放射性 炭素年代測定・珪藻分析 はい古環境研究所 に依頼 し て実施 した。炭化物サ ンプルの採取は2008年12月 17

日に、土壌サ ンプルは12月 14日 にそれぞれ実施 して いる。

120‑00   119‑80   119‑60   119‑40   119‑20   119‑00

プラ ン ト・オパ ール分析 は、宮崎大学 の宇 田津徹朗氏 に依頼 し、2007年12月 18日にサ ンプル採取 を実施 した。^)。

採取地点 は調査 区東壁 断面で1箇_{所 (図}62E l)、 南壁 断面で

4箇

所 であ る (図

62S l〜

4)。

註

(1)文部科学省科学研究費補助金「縄文時代の稲作マップ作成にむけた実証的調査研究」(研究代表者^:宇田津徹朗)による。

1.放 _{射性炭素年代測定}

的古環境研究所

a。 は じめ に

放射性炭素年代測定は、光合成や食物摂取 などにより生物体内に取 り込まれた放射性炭素 (14c)の濃度が、

放射性崩壊 により時間とともに減少することを利用 した年代測定法である。樹木や種実などの植物遺体、骨、貝 殻、土壌、土器付着炭化物などが測定対象 とな り、約

5万

年前 までの年代測定が可能である。

b.試

料 と方 法

試料名 地点・層準 種 類 前処理 波1定法

放射性炭素年代測定

9   (S=1ィ800)  29m 図

62 

自然科学分析サンプル採取地点

3区

、土坑5 炭化物 超音波洗浄、酸 ―アルカ リー酸処理 AR/1S 1区、焼土 。炭化物集 中部

1  

炭化物 超音波洗浄、酸 ―アルカ リァ酸処理 AR/1S

AMS:加

速器質量分析法 (Accelerator Mass Spectrometry)

c。 測定 結 果 試料名 測 定ヽ

(PED―)

δ^13c

(%。)

MC年_代

(年BP)

暦年代 (較正年代)

lσ (68.2%確 率) 2σ (95.4%確 率)

10932 ‑26.04±_0.12 2545± 25 BC800‑750(49.3%) BC690‑660(16.7%)

BC610‑600(2.2%)

BC800‑740(53.3%) BC690‑660(19.0%) BC650‑550(23.1%)

‑27.73± 0.12  3915±25 BC2470‑2400(43.2%) BC2390=2340(25.0%)

10933 BC2480‑2300(95.4%)

註

(1)δ^13c測定値

試料の測定HC′_C比を補正するための炭素安定同位体比 (RC//12c)。 この値は標準物質 (PDB)の同位体比か らの千分偏差 (%。)

で表す。試料の δ tt C値を‑25(%。)に標準化することで同位体分別効果 を補正する。

(2)MC年

代測定値

試料のИC〃C比か ら、現在 (AD1950年基点)から何年前かを計算 した値。MCの_{半減期 は5730年}であるが、国際的慣例によりLibby の5568年を用いている。BPはBefore Physics(Present)を 示す。

(3)暦年代 (Calendar Age)

過去の字宙線強度や地球磁場の変動による大気 中HC濃_{度の変動お よび}MCの半減期の違いを較正することで、より実際の年代値 に近 づけることがで きる。暦年較正には、年代既知の樹木年輪の詳細なHC測定値お よびサ ンゴのU/Th(ウ ラン/トリウム)年代 とMC年_代 の比較により作成 された較正曲線を使用 した。較正曲線データは^{IntCa1 04、} 較正 プログラムはOxCa1 3.1である。

暦年代 (較正年代)は、HC年代値の偏差の幅を較正曲線 に投影 した暦年代の幅で表 し、OxCalの 確率法により^lσ (68.2%確率)と 2σ (95.4%確率)で示 した。較正曲線が不安定 な年代では、複数のlσ・ 2σ 値が表記 される場合 もある。

0内

^の%表示 は、その範 囲内に暦年代が入る確率 を示す。グラフ中の縦軸上の曲線 はHC年代の確率分布、二重曲線 は暦年較正曲線 を示す。

d。 所 見

加速器質量分析法

(AMS法 )に

よる放射性炭素年代測定の結果、試料

Aで

は2545±25年

BP(2σ

の暦年代で BC800〜740、 690〜660、 650〜 550年)、 試料Bでは3915± 25年

BP(BC2480〜

2300年

)の

年代値が得 られた。

文献

Bronk Ramsey C.(1995)Radiocarbon Calibration and Analysis of Stratigraphy,The OxCal Program,RadiocarbOn,37(2),pp.425‑430.

Bronk Ramsey C.(2001)Development of the Radiocarbon Program OxCal,Radiocarbon,43(2A),pp.355‑363.

Paula J Reimer et al.,(2004)IntCa1 04 Terrestrial radiocarbon age calibration,26‐ O ka BP.Radiocarbon 46,pp.1029‐1058.

中村俊夫 (2000)放射性炭素年代測定法の基礎.日本先史時代のHC年_代

,pp.3‐20.

2.珪 藻分析

い古環境研究所

a。 は じめ に

珪藻は、珪酸質の被殻 を有する単細胞植物であ り、海水域や淡水域などの水域 をはじめ、湿 った土壌、岩石、

コケの表面にまで生息 している。珪藻の各分類群は、塩分濃度、酸性度、流水性などの環境要因に応 じて、それ ぞれ特定の生息場所 をもっている。珪藻化石群集の組成は、当時の堆積環境 を反映 してお り、水域 を主 とする古 環境復原の指標 として利用 されている。

b。 試 料

分析試料 は、

2区 C地

点 (図

62)の

(1l a層〉(弥生早期〜前期)、 〈^1l c層〉(弥生早期〜前期)、 〈

12b層

〉(縄 文後期

)か

ら採取 された試料1〜_試料3の_計3点である。

c。 方 法

以下の手順で、珪藻の抽出と同定を行 った。

1)試

料か ら^lcゴを採量

2)10%過

酸化水素水 を加 え、加温反応 させなが ら1晩_放置

3)上

澄みを捨て、細粒のコロイ ドと薬品を水洗

(5〜

^6回)

4)残

澄 をマイクロピペ ッ トでカバーグラスに滴下 して乾燥

5)マ

ウン トメデイアによって封入 し、プレパ ラー ト作成

6)検

鏡、計数

検鏡は、生物顕微鏡 によって^{600γ 1500倍}で行 った。計数は珪藻被殻が200個体以上になるまで行い、少ない試 料 についてはプレパ ラー ト全面について精査 を行 った。

珪藻分析

d.結 果 (1)分

類群

出現 した珪藻 は、貧 ―中塩性種 ^(淡―汽水生 種

)1分

類群、貧塩性種 (淡水生種

)7分

類群 である。表3に分析 結果 を示 し、主要 な分類群 につ いて顕微鏡写真 を示す。以下 に表記 した主 要 な分類群 を記載す る。

〔貧 ―中塩性種〕

Acん4αれ力ιs b″ν″ι^s

〔 貧塩性種〕

Acあれαれ′力ιs  た

"4gα^rjεα、ノ4zιαεθsθ irα g 閉′滋κし、 物 ^jttα

 

ψ εれ 、

G7わ

″囮 6w、 助 νた山 εイツρ

"θ

(ηんαια、Pjれん夕Jαr,α わθ″αιJs、 助ノκιグκ ノんα

(2)珪

^{藻 群 集 の特 徴}

分析の結果、(1l a層〉^(試料

1)で

は、真・

好 止 水 性種 の^A"ιαεθsι″α _grαれιαた、シんιグ^rα 夕J4α、流水不定性種 の^Acんηα″たι

s 

んzη gαrJεα、

Frαg〃αrtt εη^{zε ttα}などが検出され、〈^1l c層〉 (試料

2)で

は、貧 ―中塩性種 (淡―汽水生種)

のAcλ4αん′んιs b″ソψι^s、 陸生珪 藻 の^P'4ん況ιαrjα bθ″αι^jsが検出されたが、いずれ も少量である。

〈

12b層

_〉(試料

3)で

は、珪藻が検出されなか った。

e.珪

藻 分 析 か ら推 定 され る堆 積 環 境 縄文後期 とされる (12b層〉では、珪藻が検 出されなかった。珪藻が検出されない原因とし ては、

 1)珪

藻の生育に適 さない乾燥 した堆積 環境であったこと、

2)水

流や粒径による淘汰・

表

3 

珪藻分析結果

分類群 1la層 1lc層   12b層 貧塩性種 (淡水生種)

Aθわれαれ′力ιs /7夕れgαriθα A夕ιαθθs̀J′α grα^77"ια′α Frag′′αrJα 69ρ cJれα Gθ準′力θκι α Spp.

NaソJθzJJα _ε、p′θθ

̀ρ

んαJα P′κ4 ′αrJα bθrιαιis

助 れιグ^rα  Jれα

貧 ―中塩性種 (淡―汽水生種)

Acん4αれr/t̀sb″ソ″ι^s

合 計

未同定 破片

0 0

試料lcポ中の殻数密度 4.0       8.0

×103     ^×102 完形殻保存率 (%)

5  J‐口  _1 0μm

l.Aノαεοs′′ g′

̀″′α″ 2 Aε^/77,α″ルSb″νψ̀s 3 Aε^{力″α′,r/1ιs力″gα″,cα} 4Pル,″″′α″^jα bο″ια′,s 5ぉ ′ι′″α″′″ク

図

63 

珪藻顕微鏡写真

鮮

ず

￨ILI

選別 を受 けた こと、

3)土

層 の堆積速度が速かった ことな どが考 え られ るが、 ここで は土層 の堆積状況や植物珪 酸体分析 の結果 (本章 第

3項

参照

)な

どか ら、

 1)の

要 因が大 きい と考 え られ る。

弥生早期〜前期 とされる 〈1l a層〉 と 〈^1l c層〉では、少量なが ら珪藻が検出されることか ら、何 らかの要因 で一時的に滞水 していた可能性が示唆 される。珪藻があまり検出されない原因としては、前述のようなことが考 えられる。

文献

Lowe,R.L.(1974)En宙ronmental Requirements and pollution tolerance of fresh― water diatoms.National Environmental Reserch Center,p.333

安藤一男 (1990)淡水 産珪 藻 に よる環境 指標種群 の設定 と古環境復原へ の応用。東北地理,42,pp.73‑88.

伊藤 良永 ・堀 内誠示 (1991)陸生珪 藻の現在 に於 ける分布 と古環境解析へ の応用.珪藻学会誌, 6,pp.23‑45.

小杉 正 人 (1986)陸生珪 藻 による古環境解析 とその意義 ―わが国へ の導入 とその展望 ―.植生 史研 究,第 1号 ,植生 史研 究会,pp.29‑44.

小杉 正 人 (1988)珪藻 の環境指標種 群 の設定 と古環境復原へ の応用.第四紀研 究,27,pp.1‑20.

渡辺仁 治 (2005)群集解析 に基づ く汚濁指 数DAIpo,pH耐性 能。淡水珪 藻生態 図鑑.内田老鶴 圃,p.666

鰺吻

3.植 物珪酸体分析

宮崎大学農学部

 

宇田津徹朗

a。 は じめ に

イネ科などの草本やクスノキ科 などの木本の中には、土壌 中の珪酸 (Si02)を 細胞壁内に蓄積する性質をもつ ものがある。珪酸の蓄積が進むと、植物珪酸体 (silica bOdy)と 呼ばれる細胞の形 をとどめた珪酸の殻が植物体 内に形成 される。植物珪酸体は植物体が枯死 し、分解 された後 も、その形態的な特徴 をとどめたまま、土壌中に 残留す る。 これがプラン ト・オパール (plant opal)である。

プラン ト・オパールはその組成か ら化学的、物理的な風化 に強 く、条件がよければ半永久的に土壌中に残留す る。プラン ト・オパールの形や大 きさは、由来する植物や細胞によって違いがあ り、遺跡土壌などか ら検出され たプラン ト・オパールを調べることで、土壌が堆積 した期間に存在 した植物 (給源植物

)を

同定することができ る。中で も、イネ科植物 については、葉身中の機動細胞に由来する植物珪酸体 (機動細胞珪酸体

)か

ら同定でき るものが多 く、イネなど農耕に関わる植物の同定 も可能である。 また、耐熱性に優れていることから、焼成温度 が低い土器の胎土中か らも抽出 。同定することができる。このようなプラント・オパールの特性 を利用 して古代 の植生や環境、農耕 を推定 。復元する方法 をプラン ト・オパール分析法 という。^)。

ここでは、岡山大学構 内遺跡である津島岡大遺跡 (第30次調査

)の

土壌 について、プラン ト・オパール分析 を 行 った結果について報告する。なお、今回の分析 は、筆者が代表者である文部科学省科学研究費補助金による研 究課題「縄文時代の稲作マ ップ作成にむけた実証的調査研究」の一環 として実施 したものである。

b.試

料 採 取 の概 要

試料採取は、2007年12月 18日に実施 した。調査地点は、津島南区西南の薬学部棟西側(構内座標BE19。 20区)に 位置する。今回の発掘調査は、岡山大インキュベータ新営にともなうものである。以下、調査の概要を述べる。

(1)試

料採取地点の設定

試料採取地点については、岡山大学埋蔵文化財調査研究セ ンターの発掘担当者 と検討を行い、図62に示す東壁 1地点 (El)、 南壁

4地

点

(Sl〜 S4)の

合計

5地

点 を設定 した。東壁か らは、基本土層の土壌、南壁か ら は、当該遺跡の鍵層である「黒色土」か ら縄文時代後期の基盤層 までの土壌 を採取 した。今回、南壁について4 地点か らの土壌採取 を行ったのは、採取地点による分析結果の相違を検討するためである。

(2)分

析試料の採取

分析試料の採取は、図64に示す ように、各地′点について層厚 に応 じて各土層か ら1〜

6試

_{料 を採取 した (合計}

69試料)。 なお、試料採取の際には、土層面および採取土壌塊 を十分に観察 し、木の根などの上層土壌の影響が懸 念 される部分が入 らないように行った。

c.試

料 の 分 析

採取 した土壌試料は、以下に述べるプラン ト・オパール定量分析用試料 に調整 し、分析 を行った。

【 プラント・オパール定量分析法】①

^{'② '③}

プラント・オパール定量分析法は、土壌 lg当 たりに含まれる各種イネ科植物由来のプラント・オパールの数

を求める方法である。

定量法には、ガラスビーズ法を用いる。ガラスビーズ法では、土壌

lg当

た りに約30万個のガラス ビーズ を混 入する。混入するガラスビーズは、直径が機動細胞由来のプラン ト・オパールと同じ30〜40ミクロンであ り、組 成 も同 じガラスである。そのため、ガラスビーズは、分析試料の調整作業にともなう物理的・化学的影響 をプラ ン ト・オパールと同じように受けると考えることができる。 したがって、土壌中のガラスビーズ とプラン ト・オ パニルの数の比は、調整前 と調整後で変化 しないという仮定が成 り立つ。

この仮定から、顕微鏡観察によって計数されたプラント・オパールの数とガフスビーズの数から、土壌 lgに

含 まれる各種 イネ科植物由来のプラン ト・オパールの量 を

     El

算定す る ことが可能 であ る。

土壌 にガラス ビーズ を混入 した後 は、水 と水 ガ ラス を加 え、超 音波

(250W,38KHZ)を

^20分程 度、照射 す る。水 ガラス を混入す るのは粒子 を分散 させ、超音波処理 の効果 を高 めるためである。また、超音波 を照射す ることに よ り、

プラン ト・オパ ールに付着 した粘土粒子 を除去す ることが で きる。超音波 を照射 した後、ス トークス沈底法 によ り、

10ミ クロ ン以下の粒子 を除去す る。その後、試料 を乾燥 し、

定量分析用試料 とす る。

検鏡用 プ レパ ラー トは、封入剤 に試料 を展 開 し作 成す る。

封入剤 には、カナ ダバ ルサ ムな どい ろい ろな ものが あ るが、

火 山ガラス とほぼ同 じ屈折率 を もつ オイキ ッ トを用 い る。

オイキ ッ ト中に試料 を展 開す る と、火 山ガラスが光学的 に マス ク (mask)さ れ る (見えに くくな くなる

)た

め、テフ ラが多 い地域 の分析 では検鏡効率 を高めることがで きる。

プ ラン ト・オパ ールの給源植物 の同定 (検出 された プラ る

)は

、光学顕微鏡 を用 い、100倍 〜400倍 に拡大 したプラ 合 して行 う。今 回、定 量 を行 っ た イ ネ科 植 物 は、 イ ネ

(Bαzb"sο′ルαι)、 ウシクサ族 (A測レηθ^gθんιαι)、 キ ビ族

図

64 

各採取地点 にお ける試料 の採取箇所 ン ト・オパ ールが どの植物 に由来す る ものか を決定す ン ト・ オパ ールの大 きさ、形状、裏面の模様 な どを総 (0り てα sα′^jッαL。 )、 ヨ シ属 (Pん^rαg ′′θs)、 タケ 亜 科

(Pαん^jειαθ

)で

あ る。

d.プ

ラ ン ト・ オパ ール定 量 分析 の結果

図66および表

4〜

表 8は 、プラント・オパール定量分析結果を示 したものである。

イネプラント・オパールの検出状況をみると、〈2層 〉〜

(7層

〉のほとんどが、水田遺構の存在の目安 となる

5,000個

/g以

上の検出密度を示 してお り、中世から近代に稲作が営まれていた様子が推定される。この結果は、

これらの層を含む

Elと S3地

点で共通しているとともに、発掘調査の所見 とも符合する。〈8層 〉は検出密度の 高い 〈7層 〉の影響が考えられるが、〈9層 〉、〈^10層〉と検出密度が上昇することから、これらについては、弥生 時代から古代の稲作の存在を反映したものであると考えられる。

弥生時代早〜前期に相当する 〈^11層〉については、^4カ所からイネプラント・オパールが少量検出されている

(図

65‑上

左 。上中)。 検出箇所については、全てヨシ属のプラント・オパールが検出されてお り、乾燥の指標 と なるタケ亜科の密度の減少も^3カ所で確認できる(図66)。 また、検出層は垂直方向で不連続であることから、上 層の落ち込みの影響は低いと考えられる。これらの結果からは、イネが短期間栽培された可能性を含め、〈^11層〉 の時代に当該地点および近傍で稲作が営まれた可能性が推定される。 しかし、今回、同一層位で採取 した試料に おけるイネの検出状況は、一致 していない。このことからは、上層の土壌の踏み込みによる試料汚染の可能性 も 否定できないことも申し添えておきたい。縄文時代後期に相当する〈^12層〉については、

El地

点だけ検出されて いる (図

65‑上

右)。 検出されたイネプラント・オパールは風化 もかなり受けており、顕微鏡観察の所見からは、

試料汚染などの可能性は考えにくい。また、イネが検出された層は、他の地点と異なり、湿潤指標のヨシ属のプ ラント・オパールが高 く、乾燥指標のタケ亜科やウシクサ族の密度が低いことからも、イネの存在を捉えた結果 である可能性は高い。 しかしながら、検出密度も低 く、検出地点も限られるため、縄文時代後期の稲作について は、今回の結果でその存在を裏付けることは難しく、さらに追加分析や考古学的な検討を行う必要があろう。

次に、ヨシ属、タケ亜科、ウシクサ族、キビ族のプラント・オパールの検出状況を見ると、

(1層

〉〜(10層〉ま

ドキュメント内 津島岡大遺跡 19　―第30次調査―　（岡山大インキュベータ新営） (ページ 62-81)