はじめに

水族館すいぞくかんや動物園どうぶつえんで大人気だいにんきの生いき物ものといえば、白しろと黒くろのタキシードを着きたような姿すがたがかわいいペンギンですよね。

短みじかい足あしを一生懸命いっしょうけんめいに動うごかして、体からだを左右さゆうにフリフリ揺ゆらしながらよちよち歩あるく姿すがたを見みていると、思おもわず笑顔えがおになってしまいます。

でも、ペンギンをじっくり観察かんさつしていると、ある不思議ふしぎな疑問ぎもんが浮うかんできませんか？

「ペンギンって、鳥とりの仲間なかまなのにどうして空そらを飛とべないんだろう？」「もしかして、飛とぶのをサボっているうちに飛とべなくなっちゃったのかな？」

そんなふうに思おもったことがある人ひともいるかもしれません。

でも実じつは、ペンギンは空そらを飛とべない「鳥失格とりしっかく」の生いき物ものなんかではありません。むしろまったく逆ぎゃくです！

ペンギンは気きの遠とおくなるような長ながい時間じかんをかけて、大空おおぞらではなく「海うみの中なか」を信しんじられないスピードで飛とぶように泳およぐスーパーダイバーへと、ものすごい大進化だいしんかを遂とげた鳥とりなのです！

さらに、マイナス40度どを超こえる極寒ごっかんの氷こおりの上うえに裸足はだしで立たっていても足あしが凍こおらないハイテクな血管けっかんや、マイナス60度どの猛吹雪もうふぶきを仲間全員なかまぜんいんで助たすけ合あって乗のり切きる驚おどろきのチームワークなど、知しれば知しるほどびっくりする秘密ひみつがたくさん隠かくされています。

今回こんかいは、そんなペンギンの驚おどろくべき知恵ちえと体からだの仕組しくみを、一緒いっしょに解とき明あかしていきましょう！

はると

水族館すいぞくかんのペンギンって、陸りくの上うえだとよちよち歩あるいてて可愛かわいいけど、鳥とりなのに空そらを飛とべないなんてちょっと損そんしてるよな！

ひまり

ふふ、そう思おもうでしょ？でもね、ペンギンは空そらを飛とぶのをあきらめたんじゃなくて、海うみを泳およぐために体からだをスーパー進化しんかさせた特別とくべつな鳥とりなのよ！

なぜペンギンは空そらを飛とべないの？海うみを「飛とぶ」ための大進化だいしんか

カラスやハト、スズメなど、私わたしたちの身みの回まわりにいる鳥とりはみんな大空おおぞらをスイスイ飛とび回まわっていますよね。

大昔おおむかし、ペンギンの祖先そせんも同おなじように空そらを飛とぶ鳥とりでした。今いまからおよそ6000万年まんねん以上前いじょうまえ、恐竜きょうりゅうがいた時代じだいが終おわったころ、ペンギンの祖先そせんたちは豊ゆたかなエサがたくさん眠ねむる「海うみ」に注目ちゅうもくしました。

海うみの中なかには、栄養満点えいようまんてんの小魚こざかなやオキアミ（エビに似にたプランクトン）がどっさりいます。「空そらを飛とんで遠とおくへ行いくよりも、海うみの中なかに潜もぐってエサをたっぷり食たべたほうが生いき残のこりやすいぞ！」と考かんがえたペンギンの祖先そせんは、水中すいちゅうでの生活せいかつに体からだをどんどん適応てきおうさせていきました。

その結果けっか、空そらを飛とぶ鳥とりとペンギンの体からだには、決定的けっていてきな「2つの大進化だいしんか」が起おこったのです。

骨ほねの秘密ひみつ：スカスカの骨ほね vs ズッシリ重おもい骨ほね

空そらを飛とぶ鳥とりの骨ほねは、体重たいじゅうをできるだけ軽かるくするために、中身なかみがストローのように空洞くうどうになっています（これを「中空骨ちゅうくうこつ」と呼よびます）。風船ふうせんのように軽かるい体からだでなければ、重力じゅうりょくに逆さからって空そらへ浮うかび上あがることができないからです。

ところが、ペンギンの骨ほねを調しらべてみると、中身なかみにカルシウムがぎっしり詰つまっていてズッシリと重おもいのです！

「重おもかったら沈しずんじゃうじゃん！」と思おもいますよね。でも、これこそが狙ねらいなのです。人間にんげんがプールに潜もぐるとき、息いきを吸すいすぎていると体からだがプカプカ浮ういてしまって深ふかく潜もぐれませんよね。深ふかく潜もぐるには、ある程度ていどの重おもさが必要ひつようです。ペンギンは骨ほねをあえて重おもくすることで、まるで潜水艦せんすいかんのようにスムーズに水みず深ふかくへと潜もぐれるように進化しんかしました。

翼つばさの秘密ひみつ：風かぜを切きる羽はね vs 水みずを力強ちからづよくかく「フリッパー」

空そらを飛とぶ鳥とりの翼つばさには、軽かるくて風かぜをしっかりつかむ大おおきな羽根はねが生はえています。

一方いっぽう、ペンギンの翼つばさには風かぜを切きるような長ながい羽根はねはありません。その代かわり、骨ほねが平たいらな板いたのように硬かたく合体がったいし、筋肉きんにくがモリモリついた頑丈がんじょうなヒレへと変化へんかしました。これを「フリッパー」と呼よびます。

水みずは空気くうきよりも約やく800倍ばいも密度みつどが高たかく、手てで押おすと強つよい手てごたえ（抵抗ていこう）があります。フリッパーはオールのように水みずを力強ちからづよく押おし出だすことができるため、ペンギンは海うみの中なかを時速じそく30km近ちかくもの猛もうスピードで泳およぐことができます！

これは、オリンピックの水泳選手すいえいせんしゅよりもはるかに速はやく、海うみの中なかを自由自在じゆうじざいに「飛とんでいる」のとまったく同おなじなのです。

はると

海うみの中なかで時速じそく30kmって、サッカーのプロ選手せんしゅが全力ぜんりょくダッシュするのと同おなじくらいのスピードじゃん！海うみの中なかを飛とぶ鳥とりなんて、めちゃくちゃかっこいいな！

ひまり

そうなの！空そらをあきらめた代かわりに、海うみという新あたらしい世界せかいでチャンピオンになったのね。進化しんかの力ちからって本当ほんとうにすごいのよ！

▲ 海中かいちゅうをまるで大空おおぞらのように猛もうスピードで泳およぐペンギン。硬かたい翼つばさ（フリッパー）で力強ちからづよく水みずをかき分わけます（出典しゅってん: Wikimedia Commons）

氷こおりの上うえでも足あしが凍こおらない！驚おどろきの「ワンダーネット（奇網きもう）」

ペンギンといえば、雪ゆきと氷こおりに覆おおわれた南極なんきょくの景色けしきが思おもい浮うかびますよね。

南極なんきょくの冬ふゆは、気温きおんがマイナス40度どからマイナス60度どにも達たっする、地球上ちきゅうじょうで最もっとも寒さむい世界せかいです。息いきを吸すい込こむだけでも肺はいが凍こおりそうになるほどの寒さむさの中なかで、ペンギンはずっとカチコチの氷こおりの上うえに立たっています。

しかも、靴くつも靴下くつしたも履はかず、完全かんぜんに裸足はだしです！

もし人間にんげんが裸足はだしでマイナス40度どの氷こおりの上うえに立たったら、数分すうふんもしないうちに激はげしい「しもやけ」や「凍傷とうしょう」になって、指ゆびの感覚かんかくがなくなってしまいます。それどころか、皮膚ひふの水分すいぶんが凍こおって氷こおりにくっつき、引ひきはがせなくなってしまうはずです。

それなのに、なぜペンギンの足あしは凍こおりついたり、しもやけになったりしないのでしょうか？

その秘密ひみつは、ペンギンの足首あしくびから足先あしさきにかけて張はり巡めぐらされた、「ワンダーネット（奇網きもう）」という特殊とくしゅな血管けっかんの仕組しくみにあります！

体温たいおんを守まもる究極きゅうきょくのエコ暖房だんぼうシステム

鳥とりの仲間なかまであるペンギンの体温たいおんは、実じつは人間にんげんよりも少すこし高たかくて約やく39度どもあります。

もし、39度どの温あたたかい血液けつえきがそのまま足先あしさきまで流ながれてしまったらどうなるでしょうか？

1. 温あたたかい血液けつえきの熱ねつが、冷つめたい氷こおりにどんどん奪うばわれて、体全体からだぜんたいの体温たいおんが下さがって命いのちが危あぶなくなってしまう。
2. 足あしの裏うらの熱ねつで氷こおりが中途半端ちゅうとはんぱに溶とけ、溶とけた水みずが再ふたたび冷ひやされて凍こおることで、足あしと氷こおりがガチガチにくっついて動うごけなくなってしまう。

そこでペンギンの体からだは、信しんじられないハイテクな工夫くふうを作つくり出だしました。

心臓しんぞうから足先あしさきへ向むかう温あたたかい血液けつえきが通とおる「動脈どうみゃく」のまわりを、冷つめたい足先あしさきから心臓しんぞうへ戻もどってくる「静脈じょうみゃく」が、まるで網あみの目めのように細こまかく、ぴったりとすき間まなく取とり囲かこんでいるのです。

温あたたかい動脈どうみゃくの血液けつえきが足先あしさきへ向むかう途中とちゅうで、隣となりを流ながれる冷つめたい静脈じょうみゃくの血液けつえきへと熱ねつがじんわり移動いどうします（熱交換ねつこうかん）。そのおかげで、足先あしさきに届とどくころには血液けつえきの温度おんどは0度どから数度すうどくらいまであらかじめ冷ひやされています。

そして逆ぎゃくに、氷こおりで冷ひやされた静脈じょうみゃくの血液けつえきは、心臓しんぞうへ戻もどる途中とちゅうで動脈どうみゃくから熱ねつをもらってしっかり温あたため直なおされてから体からだに戻もどります。

足先あしさきをあえて氷こおりと同おなじくらいの冷つめたい温度おんどに保たもつことで、足あしから体温たいおんが奪うばわれるのを防ふせぎ、同時どうじに足あしの裏うらの氷こおりを溶とかさずに済すむのです。ペンギンの足あしは、まさに科学かがくの知恵ちえが詰つまった奇跡きせきの足あしなんですね！

はると

裸足はだしで氷こおりの上うえに立たってるのに、凍こおらないどころか氷こおりを溶とかさないためにわざと冷つめたくしてるなんて、ハイテクすぎてびっくりだよな！

ひまり

ふふ、看護師かんごしを目指めざして本ほんを読よんだときにも学まなんだけど、動脈どうみゃくと静脈じょうみゃくを網あみの目めにして熱ねつを交換こうかんするなんて、本当ほんとうに神業かみわざのような体からだの仕組しくみよね！

マイナス60度どの嵐あらしを耐たえる！おしくらまんじゅう「ハドル」

ペンギンの中なかでも最大さいだいの大おおきさを誇ほこる「皇帝こうていペンギン（エンペラーペンギン）」は、身長しんちょうが120cm、体重たいじゅうが40kg近ちかくにもなる堂々どうどうとした姿すがたをしています。

この皇帝こうていペンギンは、なんと世界せかいで一番いちばん過酷かこくな南極なんきょくの真冬まふゆに、海うみから何十なんじゅうキロも離はなれた内陸ないりくの氷こおりの上うえで子育こそだてをします。

マイナス60度どの極寒ごっかんの中なか、風速ふうそく30メートルを超こえる猛吹雪もうふぶき（ブリザード）が吹ふき荒あれます。木きも岩いわもなく、風かぜをさえぎるものが何なにひとつない吹ふきさらしの氷原ひょうげんです。

お母かあさんペンギンが卵たまごを1つ産うむと、お母かあさんはエサを食たべるために遠とおい海うみへと向むかいます。そこから約やく2か月間げつかん、卵たまごを大切たいせつに温あたため続つづけるのはお父とうさんペンギンの役目やくめです。

お父とうさんは、足あしの上うえに卵たまごをちょこんと乗のせ、お腹なかの温あたたかい羽毛うもうとだぶだぶの皮膚ひふ（抱卵嚢ほうらんのう）で卵たまごをすっぽり包つつみ込こみます。卵たまごを氷こおりの上うえに落おとしたら、わずか数分すうふんで凍こおりついて中身なかみが死しんでしまうため、お父とうさんは立たったまま一歩いっぽも動うごかず、何なにも食たべずに猛吹雪もうふぶきに耐たえ続つづけます。

では、ひとりぼっちでは凍こごえ死しんでしまうような恐おそろしい嵐あらしを、お父とうさんたちはどうやって乗のり切きるのでしょうか？

その答こたえが、何千羽なんぜんばものペンギンがぎゅーぎゅーに身みを寄よせ合あう、究極きゅうきょくのおしくらまんじゅう「ハドル（Huddle）」です！

全員ぜんいんで助たすけ合あう！ハドルの交代こうたいルール

ペンギンたちが体からだをぴったり密着みっちゃくさせて集あつまると、とんでもないことが起おこります。

外側そとがわはマイナス60度どの極寒ごっかんの風かぜが吹ふき荒あれているのに、ぎゅうぎゅう詰づめのハドルの中心部ちゅうしんぶは、ペンギンたちの体温たいおんが集あつまって、なんとプラス35度以上どいじょうのポカポカ状態じょうたいになるのです！ペンギンたちは汗あせをかいてしまうほど温あたたまることができます。

でも、ちょっと考かんがえてみてください。

ハドルの「外側そとがわ」にいるペンギンは、凍こごえるような冷つめたい風かぜを直接ちょくせつ背中せなかに受うけて、寒さむくてたまりませんよね。「俺おれはずっと内側うちがわにいたい！外側そとがわになんて行いきたくない！」と誰だれかがズルをしたら、外側そとがわの仲間なかまが凍こごえ死しんでしまい、ハドル全体ぜんたいが崩壊ほうかいしてしまいます。

そこで皇帝こうていペンギンたちは、誰だれに教おそわったわけでもないのに、全員ぜんいんで命いのちをつなぐ驚おどろくべきルールを守まもっています。

この大移動だいいどうは、目めに見みえないほどゆっくり、1分間ぷんかんに数すうセンチというペースで波なみのように行おこなわれます。

誰だれか一人ひとりが威張いばって真まん中なかを独占どくせんすることはありません。全員ぜんいんが交代こうたいで厳きびしい寒さむさに耐たえ、全員ぜんいんが交代こうたいで温あたたまる。この「思おもいやりと助たすけ合あいのチームワーク」があるからこそ、皇帝こうていペンギンは地球上ちきゅうじょうで最もっとも過酷かこくな冬ふゆを乗のり越こえて、新あたらしい命いのちを誕生たんじょうさせることができるのです。

はると

サッカーの試合しあいでも全員ぜんいんで守備しゅびして全員ぜんいんで攻せめるチームワークが大事だいじだけど、ペンギンのハドルはまさに究極きゅうきょくのパス回まわしだな！誰一人だれひとりズルをしないなんてグッとくるよな！

ひまり

本当ほんとうに胸むねが熱あつくなるわね。お互たがいを思おもいやって交代こうたいしながら命いのちを守まもるなんて、私わたしたち人間にんげんも見習みならわなきゃいけない素晴すばらしい知恵ちえだわ！

▲ マイナス60度どの南極なんきょくで、身みを寄よせ合あっておしくらまんじゅう（ハドル）を作つくる皇帝こうていペンギンのヒナたち。卵たまごから生うまれた子こどもたちも、交代こうたいしながら寒さむさを乗のり切きります（出典しゅってん: Wikimedia Commons）

実じつは南極なんきょくだけじゃない！赤道せきどうや砂漠さばくで暮くらすペンギンたち

ここまでのお話はなしを読よんで、「やっぱりペンギンは雪ゆきと氷こおりの南極なんきょくに住すむ動物どうぶつなんだな」と思おもった人ひとが多おおいのではないでしょうか。

でも実じつは、「ペンギン＝南極なんきょくの氷こおりの上うえに住すんでいる」というのは大おおきな思おもい込こみなんです！

現在げんざい、地球上ちきゅうじょうには全部ぜんぶで18種類しゅるいのペンギンが生息せいそくしています。そのうち、雪ゆきと氷こおりに覆おおわれた南極大陸なんきょくたいりくで子育こそだてをするペンギンは、皇帝こうていペンギンとアデリーペンギンのわずか2種類しゅるいしかいません！

残のこりの16種類しゅるいのペンギンたちは、いったいどこで暮くらしていると思おもいますか？

実じつは、南みなみアメリカの砂漠さばくや、オーストラリアの暖あたたかい森もり、さらには赤道直下せきどうちょっかの島しまや南みなみアフリカの暖あたたかい砂浜すなはまで暮くらしているペンギンがたくさんいるのです！

南みなみアフリカや赤道直下せきどうちょっかの島しまで暮くらすペンギンたち

例たとえば、アフリカ大陸たいりくの南端なんたんにある南みなみアフリカ共和国きょうわこくには、「ケープペンギン（アフリカペンギン）」が暮くらしています。彼かれらは青あおい海うみと白しろい砂浜すなはまが広ひろがるビーチで、海水浴かいすいよくを楽たのしむ人間にんげんのすぐ隣となりでのんびり日向ひなたぼっこをしています。

また、南米なんべいエクアドルのガラパゴス諸島しょとうには、世界せかいで唯一ゆいいつ赤道直下せきどうちょっかにすむ「ガラパゴスペンギン」がいます。一年中いちねんじゅう強つよい太陽たいようが照てりつける南みなみの島しまで元気げんきに暮くらしているのです。

日本にほんの水族館すいぞくかんで一番いちばんよく見みかける「フンボルトペンギン」や「マゼランペンギン」も、南みなみアメリカの暖あたたかい海岸かいがんやサボテンが生はえるような乾燥地帯かんそうちたいの出身しゅっしんです。

「でも、ペンギンって寒さむさに強つよい体からだをしているのに、どうしてそんな暖あたたかい場所ばしょで生いきていけるの？」と不思議ふしぎに思おもいますよね。

そこには、地球ちきゅうの海うみが作つくり出だす大おおきな秘密ひみつがありました。

ペンギンたちは、南極なんきょくという極寒ごっかんの世界せかいだけでなく、冷つめたい海流かいりゅうが運はこんでくれる豊ゆたかな海うみの恵めぐみを追おいかけて、地球ちきゅうの南半球みなみはんきゅうのさまざまな場所ばしょへと生活せいかつの場ばを広ひろげていったのです。

はると

ペンギンがアフリカの砂浜すなはまやサボテンの生はえてる場所ばしょにいるなんて夢ゆめにも思おもわなかったよ！日本にほんの水族館すいぞくかんのペンギンが外そとのプールで平気へいきそうにしてる理由りゆうがやっと分わかったな！

ひまり

ふふ、ケープペンギンやフンボルトペンギンは暖あたたかい気候きこうに慣なれているから、日本にほんの夏なつでも元気げんきに過すごせるのね。目めの周まわりのピンク色いろの皮膚ひふで熱ねつを逃にがしているなんて、本当ほんとうによくできているわ！

▲ 南みなみアフリカの温あたたかい砂浜すなはま（ボルダーズビーチ）でのんびり暮くらすケープペンギン。雪ゆきや氷こおりのないビーチでも元気げんきに過すごしています（出典しゅってん: Wikimedia Commons）

まとめ：過酷かこくな地球ちきゅうを生いき抜ぬくペンギンから学まなべること

よちよち歩あるきで可愛かわいらしいペンギンたちの知しられざる秘密ひみつ、いかがだったでしょうか？

最後さいごに、今回こんかい学まなんだペンギンのすごいポイントをノートにまとめておきましょう！

ペンギンの生いき方かたを見みていると、私わたしたち人間にんげんにとっても大切たいせつな2つの大おおきなヒントが見みえてきます。

ひとつは、「周まわりと同おなじじゃなくても、自分じぶんが輝かがやける場所ばしょを見みつけること」です。ペンギンは空そらを飛とぶ鳥とりたちとの競争きょうそうから抜ぬけ出だし、海うみの中なかという新あたらしい世界せかいに飛とび込こむことで、誰だれにも負まけない大進化だいしんかを遂とげました。

そしてもうひとつは、「困難こんなんなときこそ、仲間なかまと助たすけ合あって支ささえ合あうこと」です。自分じぶんひとりでは到底とうてい生いき残のこれないマイナス60度どの嵐あらしも、お互たがいを思おもいやって交代こうたいし合あえば、温あたたかい希望きぼうの光ひかりに変かえることができます。

次つぎに水族館すいぞくかんや動物園どうぶつえんでペンギンを見みかけたら、「海うみを飛とぶスーパーダイバー、今日きょうもかっこいいな！」と、心こころの中なかで応援おうえんの声こえをかけてあげてくださいね！

はると

ペンギンの助たすけ合あいのハドル、すげーかっこよかったな！俺おれも次つぎのサッカーの試合しあいでは、仲間なかまとしっかりパスをつないで全員ぜんいんで勝利しょうりをつかみ取とるぜ！

ひまり

ふふ、素敵すてきな目標もくひょうね、はると！でも、試合しあいで活躍かつやくするためにも、まずは机つくえの上うえに置おきっぱなしの算数さんすうの宿題しゅくだいを終おわらせてから練習れんしゅうに行いきましょうね！

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はじめに

冬ふゆのキーンと冷ひえ切きった朝あさ、学校がっこうへ向むかう途中とちゅうで土つちの道みちを歩あるいていると、足あしもとから「サクッ、サクッ！」と気持きもちのいい音おとが響ひびいてきたことはありませんか？

「なんだろう？」と立たち止どまって足あしもとをよく見みてみると、地面じめんがふんわりと持もち上あがっていて、土つちの中なかからガラス細工さいくのように透すき通とおった細ほそい氷こおりの柱はしらがギッシリと生はえています。これが冬ふゆの風物詩ふうぶつしである「霜柱しもばしら」です。

靴くつの底そこで踏ふむと、クシャッと崩くずれる感触かんしょくが楽たのしくて、登校中とうこうちゅうにわざわざ土つちがふくらんだ場所ばしょを探さがして歩あるいた経験けいけんがある人ひとも多おおいはずです。「サクサク！」という心地ここちいい音おとと足あしの裏うらに伝つたわる手てごたえが面白おもしろくて、見みつけるとつい全部ぜんぶ踏ふみつぶしたくなっちゃいますよね。

でも、よく考かんがえてみると不思議ふしぎではありませんか？ 空そらから雪ゆきが降ふってきたわけでもないのに、どうして土つちの中なかから氷こおりがニョキニョキと生はえてくるのでしょうか。どうして水みずたまりのように平たいらに凍こおるのではなく、細長ほそながい「柱はしら」の形かたちになるのでしょうか。

実じつは、霜柱しもばしらができる裏側うらがわには、土つちが水みずをストローのように吸すい上あげる驚おどろきの仕組しくみや、重おもい地面じめんを持もち上あげてしまう氷こおりのすさまじいパワーが隠かくされているのです！今回こんかいは、冬ふゆの朝あさの足あしもとに広ひろがる霜柱しもばしらのふしぎを一緒いっしょに解とき明あかしていきましょう。

はると

冬ふゆの朝練あされんでサッカーグラウンドの端はしっこを歩あるくと、サクサク音おとがしてめちゃくちゃ楽たのしいんだよな！でも、なんで土つちから氷こおりが生はえてくるのか全然ぜんぜん気きにしたことなかったよな！

ひまり

ふふ、サクッて音おとがすると「冬ふゆが来きたんだな」ってワクワクするわよね。でも、理科りかの目線めせんで見みると、地面じめんの下したでとっても面白おもしろいことが起おきているのよ。

霜しもと霜柱しもばしらはどう違ちがう？

霜柱しもばしらの話はなしをするときに、よく似にた言葉ことばとして登場とうじょうするのが「霜しも」です。名前なまえにどちらも「霜しも」という漢字かんじがついているので、「霜しもが固かたまったものが霜柱しもばしらなのかな？」と勘違かんちがいしてしまう人ひともたくさんいます。

しかし、このふたつは「できる場所ばしょ」も「水分すいぶんの出でどころ」もまったくの別物べつものです！

まず「霜しも」は、空気中くうきちゅうに漂ただよっている目めに見みえない水分すいぶん（水蒸気すいじょうき）が、地面じめんや草くさ、車くるまのフロントガラスなどに触ふれて冷ひやされ、氷こおりの粒つぶになったものです。冬ふゆの寒さむい朝あさ、公園こうえんの芝生しばふや道端みちばたの草くさが、まるで白しろいお砂糖さとうやパウダーを振ふりかけたようにキラキラと白しろくなっているのを見みたことがありませんか？あれが霜しもです。

一方いっぽうの「霜柱しもばしら」は、空気中くうきちゅうではなく「土つちの中なかにある水分すいぶん」からできています。土つちの中なかに含ふくまれていた水みずが、地面じめんの表面ひょうめんに向むかって吸すい上あげられ、そこで冷つめたい外気がいきに触ふれて氷こおりの柱はしらへと成長せいちょうしたものなのです。

このように、空そらから冷ひやされてペタッとつくのが「霜しも」、地面じめんの中なかから立たち上あがってくるのが「霜柱しもばしら」という決定的けっていてきな違ちがいがあります。

はると

なるほど！グラウンドの芝生しばふが白しろくなっているのが「霜しも」で、土つちから生はえて踏ふむとサクッとするのが「霜柱しもばしら」ってことか！水みずがどこからやってくるかが全然ぜんぜん違ちがうんだな。

ひまり

その通とおりよ！空気中くうきちゅうの水みずが凍こおるのか、土つちの中なかの水みずが凍こおるのかという違ちがいなの。じゃあ次つぎは、どうして土つちの中なかの水みずが縦たてに伸のびる柱はしらになるのかを見みてみましょうね。

▲ 地面じめんからガラス細工さいくのようにニョキニョキ伸のびる霜柱しもばしら（出典しゅってん: Wikimedia Commons）

どうやってできるの？土つちが水みずを吸すい上あげる「毛細管現象もうさいかんげんしょう」

霜柱しもばしらの一番いちばんのミステリーは、「なぜ下したから上うえへと氷こおりが伸のびていくのか」ということです。

もし地面じめんの上うえに水みずたまりがあって、それが上うえから冷ひやされたなら、ツルツルの平たいらな氷こおりができるはずです。しかし霜柱しもばしらは、まるで生いき物もののように地面じめんから上うえにニョキニョキと生はえてきます。

この現象げんしょうを可能かのうにしているのが、理科りかの大切たいせつなキーワードである「毛細管現象もうさいかんげんしょう」です。

細ほそいストローが水みずをグングン吸すい上あげる！

「毛細管現象もうさいかんげんしょう」という言葉ことばは難むずかしそうに聞きこえますが、実じつはみなさんも毎日まいにちの生活せいかつの中なかでよく目めにしています。

例たとえば、コップの水みずにティッシュペーパーの端はしっこをチョンとつけるとどうなるでしょうか？水みずは重力じゅうりょくに逆さからって、ティッシュをスーッと上うえへ駆かけ登のぼっていきますよね。また、万年筆まんねんひつのペン先さきからインクが出でるのも同おなじ仕組しくみです。

液体えきたいには、「細ほそいすき間まに入はいり込こむと、壁かべにくっつこうとする力ちからによって、ひとりでに狭せまいすき間まを登のぼっていく」という性質せいしつがあります。すき間まが細ほそければ細ほそいほど、水みずは高たかく吸すい上あがっていきます。

土つちの中なかを虫眼鏡むしめがねで見みると、土つちの粒つぶと粒つぶのあいだに、目めに見みえないほど細ほそいすき間まが無数むすうに空あいています。このすき間まが、何百万本なんびゃくまんぼんもの「極細ごくぼそストロー」の役割やくわりを果はたしているのです！

霜柱しもばしらができる3つのステップ

では、土つちのストローを使つかって、どのように霜柱しもばしらが作つくられるのでしょうか？そのステップを見みてみましょう。

つまり、霜柱しもばしらは「上うえに向むかって伸のびている」のではなく、「下したから新あたらしい氷こおりがどんどん作つくられて、全体ぜんたいが押おし上あげられている」のです！ だから、霜柱しもばしらのてっぺんにあるのは最初さいしょにできた「一番いちばん古ふるい氷こおり」で、地面じめんに近ちかい根元ねもとのほうは「できたてホヤホヤの赤あかちゃん氷こおり」ということになります。 ところてんを筒つつからニュッと押おし出だすように、地下ちかからの水みずの補給ほきゅうが続つづくかぎり、霜柱しもばしらは朝あさまで下したからグングン押おし上あげられ続つづけます。

はると

すげー！氷こおりのてっぺんが伸のびてるんじゃなくて、下したから新あたらしい氷こおりが追加ついかされてリフトアップされてるのか！サッカーのパス回まわしみたいに、水みずが下したから次々つぎつぎと氷こおりにパスされてるんだな！

ひまり

ふふ、ナイスな例たとえね！土つちの粒つぶが作つくった目めに見みえない細ほそいストローのおかげで、一晩中ひとばんじゅう休やすまずに氷こおりが押おし上あげられているのよ。

霜柱しもばしらができる土つち・できない土つちのひみつ

冬ふゆの寒さむい日ひなら、土つちがあるところならどこでも霜柱しもばしらができるのでしょうか？ 実じつはそうではありません。学校がっこうの砂場すなばや海うみの砂浜すなはま、あるいはカチカチに踏ふみ固かためられた校庭こうていのど真まん中なかでは、どんなに寒さむくても霜柱しもばしらはめったに見みられません。

霜柱しもばしらがよく育そだつのは、畑はたけのフカフカした土つちや、雑木林ぞうきばやしの落おち葉ばの下した、庭にわのすみの柔やわらかい地面じめんなどです。なぜ土つちによってこんなに差さがあるのでしょうか？

その秘密ひみつは、「土つちのすき間まの太ふとさ」にあります。

日本にほんの「関東かんとうローム」は霜柱しもばしらの特等席とくとうせき！

実じつは、日本にほん（特とくに関東地方かんとうちほう）は世界的せかいてきに見みても霜柱しもばしらがものすごくできやすい珍めずらしい地域ちいきだということを知しっていますか？

関東地方かんとうちほうの地面じめんの下したには、昔むかしの富士山ふじさんや箱根山はこねやまなどの火山かざんが噴火ふんかしたときに降ふり積つもった火山灰かざんばいからできた「関東かんとうローム（赤土あかつち・黒土くろつち）」という土つちが広ひろがっています。 この関東かんとうロームは、土つちの粒つぶの大おおきさがとても揃そろっていて、水みずを含ふくみやすく、毛細管現象もうさいかんげんしょうを起おこすのに「まさに完璧かんぺき！」といえる絶妙ぜつみょうなすき間まを持もっているのです。

霜柱しもばしらができるためには、次つぎの3つの条件じょうけんがピタリと揃そろう必要ひつようがあります。

1. 地表ちひょうの気温きおんが0度ど以下いかになること（地面じめんの表面ひょうめんが凍こおる寒さむさ）
2. 地中ちちゅうの温度おんどが0度どより高たかいこと（地下ちかの水みずが凍こおらずに液体えきたいのままでいること）
3. 適度てきどなすき間まがあり、適度てきどな水分すいぶんを含ふくんだ土つちがあること

この条件じょうけんが奇跡きせきのように揃そろうからこそ、私わたしたちは冬ふゆの朝あさに立派りっぱな霜柱しもばしらに出会であうことができるのです。

はると

俺おれたちの足あしもとにある土つちが、大昔おおむかしの火山かざんの灰はいだったなんて驚おどろきだな！砂場すなばでも校庭こうていでもダメで、絶妙ぜつみょうなすき間まが必要ひつようだなんて、なんだかゲームのシビアな条件じょうけんクリアみたいだな！

ひまり

ええ、火山灰かざんばいのおかげで日本にほんの関東地方かんとうちほうは霜柱しもばしらの観察かんさつにぴったりの場所ばしょなのよ。身近みぢかな自然しぜんだけど、世界的せかいてきにはとっても貴重きちょうな光景こうけいなんだから素敵すてきよね。

▲ 水分すいぶんを含ふくんだ柔やわらかい土つちから元気げんきに生はえた霜柱しもばしら（出典しゅってん: Wikimedia Commons）

氷こおりのパワーで地面じめんを持もち上あげる！？自然しぜんの力ちから

霜柱しもばしらを近ちかくでじっくり観察かんさつしたことがある人ひとは、ある面白おもしろい特徴とくちょうに気きづいたかもしれません。 霜柱しもばしらのてっぺんをよく見みると、小ちいさな土つちの塊かたまりや小石こいしが、まるで帽子ぼうしのようにちょこんと乗のっかっていませんか？

「なんでこんなところに土つちが乗のっているんだろう？」と思おもいますよね。 これは、毛細管現象もうさいかんげんしょうで下したから氷こおりが押おし上あげられるときに、地表ちひょうにあった土つちや小石こいしをそのまま上うえに持もち上あげてしまったからなのです。

重おもい道路どうろも押おし上あげる「凍上とうじょう」のパワー

細ほそくてサクサク折おれてしまう霜柱しもばしらですが、実じつは何万本なんまんぼん・何億本なんおくぼんと集あつまると、とてつもない怪力かいりきを発揮はっきします。

土つちの中なかの水みずが凍こおって地面じめんを押おし上あげる現象げんしょうのことを、理科りかや建築けんちくの世界せかいでは「凍上とうじょう」と呼よびます。

水みずは氷こおりに変かわるとき、体積たいせきが約やく1.1倍ばいに膨ふくらみます。さらに、毛細管現象もうさいかんげんしょうによって地下ちかから次々つぎつぎと水みずが供給きょうきゅうされながら氷こおりの結晶けっしょうが成長せいちょうしていくときには、「結晶成長圧けっしょうせいちょうあつ」という強大きょうだいな力ちからが発生はっせいします。

人間にんげんのくらしや植物しょくぶつへの影響えいきょう

この「凍上とうじょう」の力ちからは、ときに人間にんげんや植物しょくぶつを困こまらせることもあります。 北海道ほっかいどうや東北とうほく、標高ひょうこうの高たかい山やまなど、とても寒さむい地域ちいきでは、地面じめんの下したで霜柱しもばしらのような氷こおりの層そうが大おおきく成長せいちょうし、頑丈がんじょうなアスファルトの道路どうろをボコボコに持もち上あげて割わってしまったり、鉄道てつどうの線路せんろを歪ゆがませてしまうことがあります。

また、冬ふゆの畑はたけでは、土つちが持もち上あがるときに、植うえたばかりの野菜やさいの苗なえや植物しょくぶつの根ねっこが一緒いっしょに引ひき抜ぬかれて地表ちひょうに飛とび出だしてしまう「霜柱しもばしらの被害ひがい」が出でることもあります。農家のうかの人ひとたちが冬ふゆに畑はたけの土つちを踏ふみ固かためたり（麦踏むぎふみ）、ワラを敷しいたりするのは、霜柱しもばしらが根ねっこを持もち上あげないように守まもるための知恵ちえなのです。

踏ふむと簡単かんたんに崩くずれる霜柱しもばしらが、実じつは道路どうろを壊こわすほどの巨大きょだいなパワーを秘ひめているなんて、自然しぜんの力ちからは本当ほんとうにあなどれませんね！

はると

あんなに細ほそくて踏ふんだらサクッと壊こわれちゃう氷こおりなのに、集あつまると道路どうろを持もち上あげるほどのパワーになるなんて信しんじられないよな！麦むぎを踏ふむ作業さぎょうって、霜柱しもばしらから作物さくもつを守まもるためだったんだな！

ひまり

ふふ、小ちいさな氷こおりの粒つぶも、みんなで力ちからを合あわせると何なんトンもの重おもさを動うごかすのね。昔むかしの農家のうかの人ひとたちの知恵ちえも、理科りかの仕組しくみと深ふかくつながっていて感心かんしんしちゃうわね。

▲ 氷こおりの力ちからで土つちの粒つぶがぐーんと持もち上あげられている様子ようす（出典しゅってん: Wikimedia Commons）

まとめ：冬ふゆの朝あさの足あしもとを観察かんさつしてみよう！

いつもは何気なにげなくサクサク踏ふみつぶして遊あそんでいた霜柱しもばしら。 その中なかには、身近みぢかな理科りかのふしぎや自然しぜんの驚おどろくべきメカニズムがぎっしり詰つまっていました。

最後さいごに、今日きょう学まなんだ霜柱しもばしらのひみつをおさらいしてみましょう！

次つぎに寒さむい冬ふゆの朝あさを迎むかえたら、ぜひ少すこし早起はやおきして、足あしもとの地面じめんをじっくり観察かんさつしてみてください。 「この霜柱しもばしらは頭あたまにどんな石いしを乗のせているかな？」「土つちのどのあたりから生はえているのかな？」と観察かんさつしてみると、ただ踏ふむだけでは気きづかなかった新あたらしい発見はっけんがたくさんあるはずです！

はると

よーし！明日あしたの朝練あされんのときは、ただ走はしるだけじゃなくてグラウンドの脇わきの土つちをじっくり観察かんさつしてみるぞ！…あ、でもその前まえに、今日きょうの宿題しゅくだいを片付かたづけないとお母かあさんに怒おこられるんだった！

ひまり

ふふっ、やっと宿題しゅくだいのことを思おもい出だしたのね！しっかり宿題しゅくだいを終おわらせておけば、明日あしたの朝あさは思おもいっきり霜柱しもばしらの観察かんさつを楽たのしめるわよ。一緒いっしょに頑張がんばりましょうね！

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はじめに

2月がつ3日みっかといえば、みんなが大好だいすきな「節分せつぶん」の日ひです！

「鬼おには〜外そと！福ふくは〜内うち！」と大おおきな声こえで叫さけびながら豆まめを投なげたり、晩ばんごはんに大おおきな恵方巻えほうまきを丸まるかじりしたり、毎年まいとしとても盛もり上あがる楽たのしい行事ぎょうじですよね。

でも、よく考かんがえてみると、節分せつぶんには不思議ふしぎなことがたくさんあります。

• 鬼おにをやっつける武器ぶきが、なぜ剣けんや弓矢ゆみやではなく「ちっぽけな豆まめ」なの？
• なぜ拾ひろい忘わすれた豆まめから芽めが出でてはいけないの？
• 鬼おにのパンツは、なぜシマウマ柄がらやヒョウ柄がらではなく決きまって「トラ柄がら」なの？
• 恵方巻えほうまきを食たべている間あいだ、どうして一言ひとこともしゃべってはいけないの？

実じつは、これらの決きまりごとにはすべて、昔むかしの人ひとたちの「家族かぞくみんなが病気びょうきにならず、元気げんきに暮くらせますように」という真剣しんけんな願ねがいや、おもしろい言葉遊ことばあそび、そして昔むかしの方位ほういやカレンダーの知恵ちえがぎっしり詰つまっています。

節分せつぶんに隠かくされた数々かずかずのひみつを知しれば、今年ことしの豆まめまきや恵方巻えほうまきが100倍ばいおもしろくなるはずです。さっそく、不思議ふしぎいっぱいの節分せつぶんの世界せかいをのぞいてみましょう！

はると

豆まめを投なげて鬼おにを退治たいじするって、冷静れいせいに考かんがえたらすごい威力いりょくだよな！俺おれのサッカーのシュート並なみみにコントロールしないと、逃にげる鬼おにには当あたらないじゃん！

ひまり

ふふ、はるとはなんでもサッカーに結むすびつけるのね。でも、昔むかしの人ひとがどうして数かずある食たべ物ものの中なかから「豆まめ」を選えらんだのか、ちゃんとした深ふかい理由りゆうがあるのよ。

節分せつぶんってどんな日ひ？季節きせつを分わける大晦日おおみそか

そもそも「節分せつぶん」という言葉ことばには、どんな意味いみがあるのでしょうか。

漢字かんじをよく見みてみると、「節きせつを分わける」と書かきますよね。つまり節分せつぶんとは、文字通もじどおり「季節きせつの変かわり目め」を表あらわす言葉ことばなのです。

実じつは年ねんに4回かいもあった！？

日本にほんのカレンダーには、四季しき（春はる・夏なつ・秋あき・冬ふゆ）の始はじまりを告つげる特別とくべつな日ひがあります。

• 春はるの始はじまり：立春りっしゅん
• 夏なつの始はじまり：立夏りっか
• 秋あきの始はじまり：立秋りっしゅう
• 冬ふゆの始はじまり：立冬りっとう

実じつは昔むかし、それぞれの季節きせつが始はじまる前日ぜんじつは、ぜんぶ「節分せつぶん」と呼よばれていました。つまり、春はる・夏なつ・秋あき・冬ふゆで年ねんに4回かいも節分せつぶんがあったのです！

では、なぜ2月がつの節分せつぶんだけが今いまでも特別とくべつにお祝いわいされているのでしょうか？

それは、昔むかしのカレンダー（旧暦きゅうれき）では、「春はる（立春りっしゅん）」こそが1年ねんのスタートだと考かんがえられていたからです。厳きびしい寒さむさに耐たえた草木くさきが芽吹めぶき、生いき物ものたちが動うごき出だす春はるは、お正月しょうがつと同おなじくらいおめでたい新あたらしい年としの幕開まくあけでした。

つまり、立春りっしゅんの前日ぜんじつである2月がつ3日みっかごろの節分せつぶんは、今いまでいう「大晦日おおみそか（12月がつ31日にち）」のような超重要ちょうじゅうような日ひだったのです！

「鬼おに」の正体しょうたいは病気びょうきやバイキンだった！

昔むかしの人々ひとびとは、季節きせつが冬ふゆから春はるへと大おおきく移うつり変かわる時期じきをとても警戒けいかいしていました。

真冬まふゆの寒さむさから急きゅうに暖あたたかくなったり、また冷ひえ込こんだりする季節きせつの変かわり目めは、体からだが気温きおんの変化へんかについていけず、風邪かぜをひいたり体調たいちょうを崩くずしたりしやすいですよね。

今いまなら「インフルエンザウイルスが流行はやっているから手洗てあらいをしよう」「寒暖差かんだんさで免疫力めんえきりょくが下さがっているんだな」と科学的かがくてきに原因げんいんがわかります。しかし、顕微鏡けんびきょうも現代げんだいの医療いりょうもなかった大昔おおむかしの人々ひとびとには、目めに見みえないウイルスや細菌さいきんの姿すがたは見みえませんでした。

そこで昔むかしの人ひとは、「人間にんげんの体からだを弱よわらせる目めに見みえない病気びょうきや災わざわいは、すべて悪わるさを働はたらく『鬼おに』の仕業しわざだ！」と考かんがえたのです。