ユーティリティ(Utility)

地下資源館の展示紹介

地下資源館では、くらしをささえる資源とエネルギーに関する展示を行っています。
このページでは、これらの展示の一部を紹介します。

鉱物・鉱石の標本については鉱物・鉱石の標本をご覧ください。

鉱山

坑道

坑道

三重県紀州鉱山の坑道をモデルとした模型です。地下資源館へ入館する導入トンネルとなっています。

紀州鉱山は、銅や硫化鉱を採掘する鉱山で、主な鉱石鉱物は黄銅鉱、黄鉄鉱、閃亜鉛鉱、方鉛鉱などです。1970年には、銅1.3%、硫黄5.0%を含んだ粗鉱を265,000tも掘り出していましたが、その後は事業を縮小し、1980年に廃鉱になっています。

トンネル内では足元を化学記号が照らしています。あなたは、いくつわかりますか?

坑夫

坑夫

採掘をしている坑夫の模型です。

削岩機(圧縮空気を用いて刃先を振動させ、岩石を砕いて穴を開ける機械)で穴を開け、そこにダイナマイトを仕掛けて爆破しながら掘り進みます。

バッテリー機関車

バッテリー機関車

紀州鉱山で実際に使われていたバッテリー機関車と客車です。

機関車(重さ2t)は鉱車や客車を引くために、客車は坑内と地上を往復する作業員を運ぶために使われていました。

展示物保護のため、客車の中をのぞいてみることはできますが、乗ることはできません。

マインカローダーとトロッコ

マインカローダーとトロッコ

マインカローダーは、砕かれた鉱石を腕の先についたバケットですくい、トロッコに積み込む機械です。トロッコは、鉱石や器材を運ぶ貨車で、鉱車とも言います。

トロッコに積み込まれた鉱石は鉱山の外に運び出され、有用な鉱物とそうでない鉱物とを分ける選鉱が行われます。

坑内自転車

坑内自転車

線路上を自転車のようにペダルを踏んで走らせるもので、坑内の点検や連絡用に使われていました。

地下資源の開発

もぐら型マスコット・ロボット

もぐら型マスコット・ロボット

地球は、太陽や地球内部のエネルギーによって、物質の循環やエネルギー変換が行われています。その中で天然に生成され、人類に役立つものを天然資源とよんでいます。特に地殻上層部(地表・海中・海底等)の、金属・非金属鉱物、エネルギー資源等を総称して地下資源とよんでいます。

最近では、風力や太陽エネルギーなどを環境資源と呼び、天然資源と合わせて地球資源といわれるようになりました。

当館では、屋上に太陽電池パネルや、隣接する視聴覚教育センター屋上に風力発電装置(2016年現在故障中)を設置しています。ホールのマスコット・ロボットでは現在の発電量などを見ることができます。

ボーリングの仕組み

ボーリングの仕組み

地球は、地殻マントルの3層からできています。

地殻は、地球をリンゴにたとえると、皮ほどの厚さしかありません。地下資源は、このとても薄い地殻から採掘されます。
マントルは地球の中間層で、高温・高圧下にあり、マグマがつくられます。
は地球の中心で、最も熱く、太陽の表面と同じくらい高温の場所です。

ここでは、ボーリングの仕組みや、鉱石の採掘の様子を模型などで説明します。

地下資源の利用

世界の鉱山

世界の鉱山

世界各地にはさまざまな資源を産出する鉱山があり、規模の大きなものも少なくありません。

ここでは、石油、鉄鉱石、ボーキサイトなどの採掘をしている世界の代表的な鉱山の位置と、国別の産出量を説明しています。

宝石

宝石展示室

女性に人気のダイアモンドの鉱床は、パイプ状で地下深くに存在します。中には、富士山と同じ位の深さで採掘している鉱山もあります。

1カラット(0.2g)の宝石用ダイアモンドのために、約40tの土砂を掘り出します。

気圧や温度が地上とは異なる地下での採掘作業は大変過酷です。そうした作業をする人々の苦労を経て、美しく輝く宝石を手にすることができるのです。

郷土の地下資源

砥石・硯

東三河地方は地質構造が複雑で、岩石鉱物の種類が多く、地下資源として有用な鉱物も多く見られます。ただし、その規模は比較的小さく、資源としてはあまり豊富とはいえません。

過去には津具鉱山で金鉱石を、田口鉱山でマンガン鉱石を採掘していたこともあります。現在では、おもに骨材の材料となる砕石の採掘などが行なわれています。

豊橋市北部の石巻地区や渥美半島の白谷では、石灰岩や輝緑岩の砕石現場がみられます。鳳来町(現在の新城市)で硯石の原料の頁岩(けつがん)、砥石の原料の凝灰岩、東栄町では化粧品原料の絹雲母を採掘しています。

高師小僧(たかしこぞう)

高師小僧

高師小僧は、木の根に似ていますが、化石ではなく鉱物の仲間です。昔から豊橋市の高師原で多く見られ、その名がつきました。

地中の鉄分が、植物の根のまわりに集まってできます。

豊橋市の高師台中学校とサイエンスコアの一角が、愛知県の天然記念物指定地です。直経が20㎝を越える物もあります。

金属材料・新しい金属材料

製鉄所

製鉄所

鉄はどのようにつくられるのでしょうか?
この模型で、原料から製品になるまでの過程を学ぶことができます。

金属の樹

金属の樹

人間の生活に欠かせない代表的な金属、銅・鉄・アルミニウムを中心に展示しています。

これらの金属は、光沢・硬さ・伝導性など、性質にそれぞれ特徴があります。性質を調べ、それに適した用途に使われることで、身の回りに多くの製品が存在します。

また、鉛・亜鉛・スズなど他の金属との合金など、その用途はますます広くなっています。

金属の性質しらべ

金属の性質

このコーナーでは、自分の手で実験をすることによって、金属の性質(重さ、硬さ、電気抵抗、熱伝導率)を確かめ、比較することができます。

新しい金属材料

新しい金属材料

合金製造の技術の向上に伴い、用途に応じた新しい金属が年々開発されつつあります。

一定の形を記憶した形状記憶合金、ある温度で電気抵抗がゼロとなる超伝導物質などの先端材料や、金属にかわる材料として注目を浴びている複合材料等について紹介します。

非金属材料

石灰石(せっかいせき)

石灰石の利用

石灰石はセメントやその他の工業原料として幅広く使われています。地下資源の乏しい日本では、唯一自給率の高い鉱物資源です。豊橋にも北部を中心に、石灰石を採掘している鉱山があります。

二酸化炭素の溶けた水にわずかに溶ける性質から、石灰岩地帯では長い年月をかけ空洞ができます。これを鍾乳洞(しょうにゅうどう)といいます。

石灰石は、貝殻・サンゴなどの硬い部分が堆積してできたものと、海水中に溶けたカルシウム分が堆積してできたものとがあります。

セラミックス

ファイン・セラミックスの用途

セラミックスは、古代ギリシャ語「ケラモス」に由来し、意味は「焼いて固まる材料」。窯業製品一般を指し、粘土の焼成方法の違いでセラミックスの性質がかわります。

最近では、精製された人工原料を使って焼成方法を工夫し、すぐれた機能をもつセラミックスが電気・医療・通信など、さまざまな分野で利用されています。

エネルギー

石油

石油のある生活

身近で大変重要なエネルギーである石油は、地下の空洞に液体で存在しているわけではありません。砂岩や石灰岩の隙間に、スポンジに含まれた水のような状態で閉じこめられています。

採掘は、この地層にガスや水を送り込み、スポンジから水を搾り出すようにしてとりだします。しかしこの方法では、地層に含まれる石油の約5〜30%程度しかとりだせません。現在では、石油の回収率を高めるために、いろいろな研究が行われています。

このコーナーでは、石油のでき方、採取、備蓄、輸送を展示しています。

石炭

さまざまな石炭

石炭は、大昔の植物が地中に埋もれ、その炭素分が残ってできたものです。地下に埋もれているうちに酸素や水素分が減り、炭素分が多くなります。

泥炭(草炭)→褐炭→レキ青炭→無煙炭と炭化が進み、燃えるときに出る煙が少なくなります。

未来のエネルギー

新しいエネルギー

風車

いま石油や電気、ガスがなくなったら、わたしたちの生活はどうなるのでしょうか。交通や通信はストップし、照明や冷房もなく、ほとんどの工業製品は作れなくなります。つまり現代の生活は石油やガス、電気といったエネルギーから成り立っているのです。

ところが日本にはエネルギー資源が少なく、その大部分を外国から輸入しています。太陽光・風力発電など、現在のエネルギーに変わる新しいエネルギーの研究が重要です。

未来都市模型

新エネルギー未来都市

この模型は、未来の都市で使われることになるであろうさまざまなエネルギーと、その利用形態をわかりやすく示したものです。

Q&A

対面型Q&A

対面型Q&A

これまでみてきた展示や地下資源館に関連したさまざまな問題に挑戦してみよう!君はなん問解けるかな?!

3人対戦型Q&A

3人対戦型Q&A

3人対戦型Q&Aなら、3人一緒の問題に挑戦することもできるよ。

資源・エネルギーに関する問題の他にも、天文・化学・生物などの問題を幅広く用意しました。

海洋開発

映像資料

深海の映像

深さ1,000mを越える深海は、生物・鉱物資源の宝庫です。

鉱物資源では、マンガン、ニッケル等に富んだマンガン団塊や、コバルト等に富んだコバルトリッチクラストなどがあります。

これらは、有望な鉱物資源として、世界各国から注目を集めています。わが国では、有人潜水調査船「しんかい6500」による調査をもとに、資源開発や、他に地震・津波予知等の研究が進められています。

海底地形図

海底地形図

海底の地形を図に表したものです。

地殻上層部は、複数のプレートと呼ばれる単位で構成されており、プレート同士の境界付近では地震が多発することが知られています。

大陸周辺にはプレート境界が存在し、海底の地形も複雑になっていることが分かります。