さて、羊羹みたいな地層は何でしょうか。
佐倉市八木地区だけでは解明しにくいので、別の地区を引き合いに出してみます。
いろいろな物事の証明に比較を入れるのは有効のようです。
まずは、関係する位置関係と地質図を見てみます。
a）羊羹みたいな地層・佐倉市八木地区(下総層群中上部層)
b）圏央道茂原ジャンクション・茂原市上太田地区(下総層群下部層・地蔵堂層)
c）南総広域農道・長南町下豊原地区(上総層群上部層・国本層)
a）は二回にわたり見てきたので、b）から。
圏央道が県道21号線(五井本納線)と交差する地点に茂原ジャンクションを建設工事中です。切土法面も着々と緑化し、当初の姿が変貌しています。
本工区の切土直後の姿は次の通りでした。
何という色調でしょうか・・・青灰色の代表選手のようです。
この色調を見ると、土壌(農業)に詳しい方はピンと来ます。
さて、切り土後一年経過した姿は次の写真です。
時間経過とともに色調が変化したのがお分かりでしょうか。青灰色から褐色(茶系統)へと変化しています。
これは、酸化現象を示しており、青灰色は還元層の代表色調を示しています。つまり、酸素を持たない還元層が酸素と結合する事によって、鉄などの金属類が酸化現象を起こし、色調が鉄さびのような褐色に変化すると考えられます（→関連記事）(→＊6 ＊7)。
圏央道だけでは証拠立てが弱いので、c）南総広域農道・長南町下豊原地区についてみてみます。こちらは、第三系の最上部、上総層群です。下総層群(成田層群)より締まって固い状況です。
上の写真に見るように、還元層の色調は薄いモスグリーンですが、はっきり還元状態が出ています。弱風化層に縦の筋が何本も走っています、これが滲み込む水の影響による酸化を示しているのです。
また、酸化・風化の時間的経過が模式的に見られます。
気の遠くなるような時間を掛けていますが、カットした断面では一瞬で見られるというありがたい場所でした(今は、植生で被われています)。
さて、酸化・還元とはなんでしょうか。
辞書記事を見ると複雑で頭が回りませんので、広辞苑の記事を載せてみました。
さん‐か【酸化】‥クワ ＜広辞苑＞
(oxidation) 物質が酸素と化合すること。広い意味では、物質から電子が奪われる変化を総称する。□還元。
かん‐げん【還元】クワン‥ ＜広辞苑＞
(1)根源に復帰させること。もとに戻すこと。「利益を消費者に―する」
(2)〔化〕(reduction) 酸化された物質を元へ戻すこと(すなわち酸素を奪うこと)。広い意味では、物質に電子が与えられる変化を総称する。□酸化。
分かりやすくいうと、酸素の存在を言っているようです。
酸素が欠乏すると色調は青灰色となり、酸素が多くなって元素と結合すれば褐色になるという単純な図式です。
農業の土壌では、酸化・還元が非常に重要な概念であり、還元層の事をグライ層と呼びます。地下水位が高く、常に水位以下にある土壌はグライ化をしてきます（→＊4 ＊5）。
営農上、グライ層は好まれない土壌というわけです。
この酸化現象を見ようと羊羹みたいな地層の土質サンプルを取り出して、半分に割ってみました。それが下の写真です。
明らかに、表面から深部へ酸化が進んでいるのが分かります。約一年間の酸化作用で深部の色調も青みが少なくなっています。
切土当初の色調(ｂ)と比較したのが下の写真です。圏央道の切り土が鮮やかすぎますが、羊羹みたいな地層もかなり鮮やかでした・・・(採取直後に写真を撮ってないのが残念です)。
以上により、羊羹みたいな地層の本質は還元した状態があたかも羊羹のように残ったという事になります。土質や地形環境、地下水の状況など、複雑な原因が複合的に重なったものでしょうが、普通にあり得る状況であります。
＊4
グライ層 ぐらいそう ＜大百科全書＞
地下水の影響で土壌層内の酸化鉄が還元して青灰色になった層。土壌層内にはたくさんのすきまがあり、雨水や融雪水あるいは河川の氾濫(はんらん)水はこのすきまを透過して地下水面まで達する間に、可溶性成分の分解と微細土粒の運搬作用を行っている。同時にすきまに侵入した空気は酸化作用を働き、それらの状況に応じて微生物の活動環境がつくられる。しかし、空気を欠く地下水面以下の部分では、酸化が抑制されて還元状態となり、とくに停滞水の中には水酸化第一鉄や硫化鉄などの亜酸化鉄化合物の沈殿がおこる。この沈殿物は停滞水中に沈積した粘土分と混合して、青灰色のグライ層とよばれる層をなす。普通は沖積地でも数メートル以上掘らないとこの層は現れないが、低湿地では地表下1メートル以内にグライ層が判別され、その場合は土壌断面にグライ層位となって現れる。
水位の季節的変動に伴って還元状態と酸化状態が繰り返しおこる層位もでき、その部分には斑(はん)紋(もん)状や膜状の酸化鉄の赤褐色集積物が発現するので、これを斑鉄とよぶ。グライ層と斑鉄層は人為的に冠水と落水を行う水田耕作地の土壌にも生ずる。〈浅海重夫〉
＊5
グライ土壌 ぐらいどじょう ＜大百科全書＞
湛水(たんすい)または排水不良により酸素が欠乏して土壌が還元される結果、二価鉄やマンガンなどが生成して土層が灰色ないし青色に変化する現象をグライ化作用といい、この作用を受けたグライ層が土壌断面の主要部を占める土壌をグライgley土壌とよぶ。地下水位が高く、その変動が少ない谷底や窪地(くぼち)などの水田に広く分布する。わが国のようにグライ土壌が低地に広く分布する例は世界的にも珍しく、強グライ土壌を含めた広義のグライ土壌は全水田面積のおよそ30％を占めている。〈小山雄生〉
＊6
還元 かんげん ＜大百科全書＞
→酸化 →酸化数
reduction 原子、分子、イオンなどが電子を受け取って酸化数が減少すること。歴史的には、酸化物から酸素を奪って単体を得ることを意味しており、酸化と逆の反応を行うことであった。ある物質から酸素を奪う、あるいはある物質を水素化物にすることが還元であるとされた時代もあったが、原子の電子構造と化学的性質との関係が明らかになるにしたがって、電子を受け取ることを還元、電子を与えることを酸化とする定義が定着した。
還元は酸化と相補的であり、ある物質Ａが別の物質Ｂによって還元されるときには、その物質Ｂはかならず酸化される。酸・塩基の関係とも似ているが、酸化・還元は酸・塩基とともに化学反応の理解のうえでもっとも重要な概念となっている。→酸化 →酸化数〈岩本振武〉
＊7
酸化 さんか ＜大百科全書＞
→還元 →還元剤 →酸化還元電位 →酸化剤 →酸化数
oxidation, oxidization 単体が酸素と化合する化学現象を酸化と定義したのはフランスのラボアジエであったが、原子の電子構造と化学的性質との関係が明らかになるにつれて意味が変わり、現在では、原子・分子・イオンなどが電子を放出することを酸化としている。放出された電子は、別の原子・分子・イオンに受け取られることになるが、電子を受け取る現象が還元であり、一般に酸化と還元はかならず随伴しておこり、その化学反応を酸化還元反応という。→還元
酸化・還元は、酸・塩基とともに化学反応の理解にはきわめて重要な概念となっている。デンマークのブレンステッドの酸・塩基理論が、共役する酸と塩基との間の水素イオンの移動を基本としているのに似て、酸化・還元では共役する酸化体oxidantと還元体reductantとの間の電子の移動が基本になる。
ナトリウムと塩素から塩化ナトリウムを生ずる反応を→図Ａに示す。反応式(3)は、ナトリウム原子が電子を放出する反応(1)と、塩素分子が電子を受け取る反応(2)の和の結果とみることができる。
ここで(1)と(2)は、酸化体と還元体との電子の移動を介した共役関係を示しており、一般に
酸化体＋電子□還元体
の形の式で書かれる。この形の式を半反応式という。酸化還元反応式は、二つの半反応式を組み合わせた形になるが、水素イオン、水酸化物イオン、水などがこれに加わる場合もよくみられる。たとえば過マンガン酸イオンと鉄（ＩＩ）イオンとの酸化還元反応は→図Ｂのように書かれる。
〔酸化剤と還元剤〕電子を受け取って還元体になりやすい酸化体を酸化剤、電子を放出して酸化体になりやすい還元体を還元剤というが、それらは絶対的に定まるのではなく、互いの組合せによって相対的に定まる。たとえば、過酸化水素は過マンガン酸イオンに対しては還元剤として、ヨウ化物イオンに対しては酸化剤として作用する。
5H２O２+2MnO４−+6H＋
□5O２+2Mn２＋+8H２O
H２O２+2I−+2H＋□I２+2H２O
酸化剤あるいは還元剤の相対的強さは、それぞれの半反応における酸化還元電位の相対的差によって定まる。また、原子・分子・イオンなどにおける電子の出入りはそれらの酸化数に変化を生じ、酸化数が増大することを酸化、減少することを還元と定義することもできる。→還元剤 →酸化還元電位 →酸化剤 →酸化数
〔酸化還元反応の例〕酸化還元反応の例は多く、呼吸、燃焼、爆発などは、酸素が関与するものの典型例である。電池反応の多くは、自動的に進行する酸化還元反応を利用して、その反応による自由エネルギーの変化を電流として外部に取り出すものであり、電気分解反応では逆に電流を加えて自動的に進行する酸化還元反応を逆行させている。大気汚染公害で俗にオキシダントとよばれている物質は、窒素や硫黄(いおう)の酸化物（酸化体）あるいはそれによって生じた別の酸化体である。〈岩本 振武〉
【本】守永健一著『酸化と還元』（1972・裳華房） ▽曽根興三著『酸化と還元』（1978・培風館）
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