中学1年理科。今日は地層のでき方について学習します。地層ができるためには、風化や流水の3作用のはたらき、断層やしゅう曲などさまざまな要因があります。また、地層のようすから過去にどのような大地の変化が起こったかもわかります。今日は地層について深く学習していきましょう。
目次
地層のでき方
地層ができるためには、まず最初に風化や流水の3作用のはたらきが必要になってきます。これらのはたらきで、けずられた土砂が水の中で降り積もり、様々な地層を形成しているのです。
また、地層ができた後に大地に力が加わり、地層が変形することもあります。断層やしゅう曲といったはたらきです。このようなはたらきを受けて、我々の目にする地層となるのです。
まずは、地層のもととなる土砂がどのように作られているのか見ていきましょう。
風化と侵食
風化とは、温度の変化や水の状態変化などにより、岩石などの表面がぼろぼろに崩れていく現象です。
温度が変化することで、物体の体積が変化します。温度が上がれば物体の体積が大きくなり、温度が下がると物体の体積は小さくなります。これを繰り返すことで、物体の表面がぼろぼろと崩れていきます。
また、水が固体の氷になると体積が大きくなります。このときに岩石などの表面をぼろぼろと崩すのです。
侵食とは、流水のはたらきなどで岩石などが削られる現象です。水が流れた場所に溝ができるのも侵食のはたらきによるものです。
侵食により、山間部では深い谷が形成されます。また、中流域では川が蛇行し、流れが速いカーブの外側では崖が形成されます。
このように、流水のはたらきで地形が削られることが侵食になります。侵食は流水の3作用のうちの一つでしたね。流水のはたらきも確認しておきましょう。
❷侵食…流水のはたらきなどで、地層や岩石が削られる現象。
❷運搬…運ぶはたらき。流れが速いとはたらきは大きくなる。
❸体積…積もらせるはたらき。流れが遅いとはたらきは大きくなる。
次は、風化や侵食で作られた土砂が運搬されたあとの堆積のお話です。どのように土砂が降り積もり、地層が形成されていくのか見ていきます。
堆積と粒の大きさ
陸地から海や湖に流れ込む土砂は、れき、砂、泥が混ざったものです。
❷砂…粒の直径が2ｍｍ～0.06ｍｍ
❸泥…粒の直径が0.06ｍｍ以下
ペットボトルに土砂と水を入れ、しばらく放置すると、粒が大きく重いれきが一番下に早く沈み、その上に砂、そして一番上に粒が小さい泥が堆積します。
粒の大きさによって堆積するスピードが変わってくるのです。
A:粒が大きく重いから。
海や湖での体積の仕方も上のペットボトルと同じになります。土砂の粒の大きさが異なりますので、水の中での体積の仕方に違いが見られます。
- れき
粒が大きく重いので、海岸近くの浅い場所に堆積します。 - 砂
れきよりも粒が小さいので、少し沖合まで運ばれ堆積します。 - 泥
一番粒が小さく、流れが激しい海岸近くには堆積しません。濁りとなって遠くまで運ばれ、沖合の深い場所で堆積します。
堆積物は地層をつくり、長い年月をかけて押し固められ堆積岩へと変化します。
地層から海の深さを推理
堆積物の粒の大きさが異なる、れき、砂、泥は堆積する場所が決まっています。したがって、地層の粒の大きさを見れば、海の深さがどうであったかを推理することができるのです。
下図のような地層があったとしましょう。堆積物の積もり方で、海の深さがどのように変化したのかを考えてみましょう。
地層は、下のあるものの方が古い地層です。上の図の破線の中の地層で言うと、泥の層が一番古い地層です。その上に砂の層が堆積し、一番新しい地層がれきの地層になります。
一番下の古い層の泥は、海の深い場所で堆積する地層です。つまり最初は沖合などの深く、流れが穏やかな場所だったと推測できます。
それに対して、一番上の新しい地層はれきです。海岸近くの浅い場所で堆積する地層です。以上から推測できることは次の通りです。
- 海水面が下がり、沖合から海岸近くの浅い場所に変化した。
- 土地が隆起し、沖合から海岸近くの浅い場所に変化した。
どちらかの大地の変化が起こったことが推理できます。
上の地層とは逆に、下かられき、砂、泥の地層が堆積している場合は、次のことが推測できます。
- 海水面が上昇し、海岸近くの浅い場所から海の沖合などの深い場所に変化した。
- 土地が沈降し、海岸近くの浅い場所から海の沖合などの深い場所に変化した。
地層を見ることで、海や湖の深さがどうなったのかまで推測することができるのですね。
地層に力がはたらくと
地層に力がはたらくと、しゅう曲という地層が曲がる現象や、断層という地層がずれる現象が起こります。地層の両側から押される力、地層が両方に引っ張られる力など、地層にはたらく力に注目してみていきましょう。
しゅう曲
しゅう曲とは、地層の両側から押されるような力がはたらいたときに、地層がぐにゃりと曲がる現象です。
大きなしゅう曲が起こっている場所では、地層の逆転が起こっていることもあります。地層の逆転とは、しゅう曲などで、古い地層が新しい地層の上に来てしまうことです。
また、しゅう曲により、土地が盛り上がることを隆起、反対に、土地が下がる現象を沈降といいます。
断層
断層とは、地層に力がはたらくことで、地層が切れてずれる現象です。断層ができるときに地面が大きく揺れる地震が発生することが多いです。
断層の中でも、過去に何度もずれて大きな地震を引き起こしてる断層を活断層といいます。活断層は、日本各地の地面の下に隠れており、いつどこで地震が発生してもおかしくありません。
断層は、地層のずれ方で3つのタイプに分類することができます。それぞれの断層ができるときに、地層にどのような力がはたらいたのかをしっかりと見ておきましょう。
正断層
断層の中でも、地層の両側から引っ張られるような力がはたらき、地層が切れてずれる断層を正断層といいます。重力の向きに地層がズルっとずれているので正断層といいます。
逆断層
断層の中で、地層の両側から押される力がはたらき、地層が切れてずれる断層を逆断層といいます。重力に逆らって地層がズルっと這い上がるようにずれるので逆断層といいます。
横ずれ断層
断層の中で、地層に横から力がはたらき、横にずれる断層を横ずれ断層といいます。
❷断層…地層に力がはたらき地層がずれる現象。正断層と逆断層、横ずれ断層がある。
地層が見える場所「露頭」
このようにして地層が作られますが、すべて水の中や地面の下で起こる現象です。ではなぜ、我々が地表で見ることができるのでしょうか。
それは、土地が隆起して山になったり、その山が崩れたりするからです。また、道路工事などで山が削られたりすることで人目にさらされるようになるのです。
このように地層が見える場所を露頭といいます。
地層のでき方の確認問題
- 温度の変化や水の状態変化などにより、岩石などの表面がぼろぼろに崩れていく現象を何というか。
- 流水のはたらきなどで、岩石が削られる現象を何というか。
- 流水の3つの作用を答えなさい。
- 崖など、地層が現れているところを何というか。
- 水の中で地層ができ、それが押し固まると何という岩石ができるか。
- 粒の直径が0.06ｍｍ以下の堆積物を何というか。
- 海の海岸近くの浅い場所に堆積するのは、れき、砂、泥のうちどれか。
- 地層は上に積もっているものと、下に積もっているもののどちらが古いか。
- 集気びんに土砂と水を入れ、振った後しばらく放置しておくと、れきの層が一番下にできた。その理由を粒の大きさに注目して簡潔に答えよ。
- 下から上に泥、砂、れきの地層が堆積している場所の海の深さは、次第にどうな多ことが推測できるか。ただし、地層にしゅう曲などはなく、地層の逆転は起きていないものとする。
- 地層に力がはたらき、地層が曲がる現象を何というか。
- 1のとき、両側から引っ張られる力がはたらいたか。押される力がはたらいたか。
- 地層に両側から押される力がはたらき、地層がずれたものを何というか。
- 地層に力がはたらき、土地が盛り上がることを何というか。
- 地層がずれるとき、何という現象が発生することが多いか。
解答
- 風化
- 侵食
- 侵食作用、運搬作用、堆積作用
- 露頭
- 堆積岩
- 泥
- れき
- 下に積もっているもの
- 粒が大きく重いから。
- 海の深さは次第に浅くなっていった。
- しゅう曲
- 押される力
- 逆断層
- 隆起
- 地震
【理科問題❶】風化と侵食
［問題］下の図は、大地を流れる川と、その川が流れ込む海を模式的に表したものである。これについて、次の各問いに答えなさい。
（1）上の図で、山地を流れる川の水は流れが速く、大地をけずるはたらきが大きくなっている。この大地を削るはたらきを何というか。また、山地で形成されやすい地形として適するものを、次のア～エの中から一つ選び、記号で答えよ。
ア 三角州 イ 扇状地 ウ Ｖ字谷 エ 三日月湖
（2）山地を流れる川は、その後、平地に流れ出るが、ここで一気に流れが緩やかになる。山地と平野の境界付近にできる地形として適するものを、次のア～エの中から一つ選び、記号で答えよ。
ア 三角州 イ 扇状地 ウ Ｖ字谷 エ 三日月湖
（3）流れる水には3つのはたらきがあるが、このうち河口付近で大きくなるはたらきは何か。
（4）山地付近の山にあるがけを観察したところ、地層のようすが観察できた。このがけのように、地層が地表に出ているところを何というか。
（5）がけにある岩石を観察したところ、表面がぼろぼろになって崩れていた。岩石などが、温度変化や水の状態変化などのはたらきで、表面からぼろぼろとくずれていく現象を何というか。
【解答・解説❶】風化と侵食
（1）はたらき：侵食 地形：ウ
流水などが大地を削るはたらきを「侵食」といいます。侵食のはたらきは、水の流れが速いところで大きくなります。山地などの上流では、水の流れが速く、侵食のはたらきが大きくなります。山が深く削られ、両岸が切り立った「Ｖ字谷」という地形ができます。
（2）イ
山地が削られて運ばれてきた土砂が、平野に流れ出るところで堆積し、扇を広げたような形をした地形ができます。この地形を「扇状地」といいます。扇状地には砂などが多く堆積しており、水はけがよい地形になっています。なので、果樹園などによく利用されています。
（3）堆積
河口付近では水の流れが緩やかになるので、「堆積」のはたらきが大きくなります。河口付近には運ばれてきた土砂が堆積し、「三角州」という地形ができるのはこのためです。
（4）露頭
がけや工事現場など、地層が地表に現れている場所を「露頭」といいます。
（5）風化
温度が高くなると、物体は膨張します。逆に温度が下がると、物体は縮みます。これをくり返すと、物体の表面がぼろぼろになりくずれていきます。これを風化といいます。
【理科問題❷】地層のつもり方
［問題］図1は、ある地域の等高線のようすを模式的に表したものである。図1のＡ地点とＢ地点で、地表から深さ15mまでの地下のようすを調べた。図2は、それぞれの地点の地下のようすを表した柱状図である。これについて、次の各問いに答えよ。
（1）図2のａで示した泥の層から貝の化石が見つかった。この化石は示相化石である。一般に、示相化石からはどのようなことがわかるか。簡潔に書け。
（2）図2のｂで示した層の火山灰を、蒸発皿に少量とって水でよく押し洗いした後、ぺトリ皿に移して双眼実体顕微鏡で観察したところ、さまざまな鉱物が観察できた。次のア～エの中から、白っぽく見える鉱物を1つ選び、記号で答えよ。
ア チョウ石 イ キ石 ウ カクセン石 エ カンラン石
（3）図1のＣ地点でも、地表から深さ15mまでの地下のようすを調べることになった。このとき、地表から10mの深さにはどのような地層があると推定されるか。ただし、地層は水平につながっており、地層の厚さは変化していないものとする。
【解答・解説❷】地層のつもり方
（1）地層が堆積した当時の環境や場所がわかる。
化石に関する問題です。化石は、地層が堆積した当時の環境や場所がわかる化石である「示相化石」と、地層が堆積した地質年代がわかる化石である「示準化石」があります。地層化石として頻出なのが、サンゴ（あたたかくかくきれいな浅い海）、アサリ・カキ（浅い海）、シジミ（河口や湖）どです。
（2）ア
鉱物に関する問題です。鉱物には、白っぽい無色鉱物と、黒っぽい有色鉱物があります。無色鉱物は石英と長石の2種類があります。石英は無色透明か白色で、たたくと不規則に割れる性質があります。長石は白色かうすい桃色で、たたくと一定方向に割れる性質があります。
（3）泥の地層
地層の傾きや断層がないので、地下で地層は水平に堆積しています。C地点は標高がA地点よりも5m低いので、A地点の柱状図の上5mを削ったものがC地点の柱状図と同じになります。そこから10m下に進むと泥の地層があります。
【理科問題❸】しゅう曲と断層
［問題］下の図は、ある地域の地下の地層のようすを表したものである。これについて、次の各問いに答えよ。
（1）右図のAの地層で、れき岩、砂岩、泥岩の地層が堆積しているが、このAの地層が堆積した当時、この場所はしだいに河口からどうなっていったと推測されるか。次のア～エの中から一つ選び、記号で答えよ。
ア 近くなった。 イ 遠くなった。
ウ 変化しなかった。 エ 遠くなった後、近くなった。
（2）右図のAの地層は、波打つように曲がっている。これを何というか。
（3）右図のｆ－ｆ’では、地層にずれが見られる。このずれを何というか。また、このずれが生じたときに何が発生するか。
（4）右図の地層は、どのような順番で堆積してできたか。A、B、C、ｆ－ｆ’を正しい順番に並び替えよ。
【解答・解説❸】しゅう曲と断層
（1）イ
地層は下にあるものほど古いので、Aの地層では、れき岩の層→砂岩の層→泥岩の層の順に堆積したことがわかる。れきは浅い海の流れが速い場所に堆積し、泥は流れがおだやかな深い場所に堆積します。したがって、海の深さはしだいに深くなっていったと推測できます。つまり、地層ができた場所は、河口から遠くなり深い海に変わったことがわかります。
（2）しゅう曲
地層に力が加わり、地層が波を打ったように曲がることを「しゅう曲」といいます。地層がしゅう曲するときは、両側から押される力が加わっています。
（3）ずれ：断層 発生するのも：地震
地層に力が加わり、地層がずれたものを断層といいます。図の断層は断層面に沿って地層がずれ落ちているので「正断層」になります。両方から引っ張られるような力が地層にはたらいたことが推測できます。また、断層が生じる際に発生するのが地震です。
（4）A→B→ｆ－ｆ’→C
地層は下にあるものほど古いので、地層がA→Bと堆積したことがわかります。その後、地層に力が加わり、断層ｆ－ｆ’が生じ、その上にCの地層が堆積しています。
