理科 第4章
地学
要点編
地層・化石・地震と防災
ここは参考書パート（要点編）です。市販参考書と同じく「読んで理解 → 例題で流れを追う → チェック」の順で進めてください。理解チェックができたら問題編へ。
① この章のねらい
地学では、地層や岩石に残された記録から地球の変化を読む。地震と火山は地球内部の活動と結び付けて理解する。観察できた事実と、そこから導く推定を区別することが重要である。図・柱状図・記録グラフでは、時間と位置の基準を必ず確認する。
- 地層の新旧を判断できる
- 堆積岩を特徴で区別できる
- 化石から年代や環境を推定できる
- P波・S波を区別できる
- 初期微動から震源距離を考えられる
- 火山岩と深成岩を区別できる
② 重要ポイント（本文）
1.地層の重なり
地層は原則として下にあるものほど古い。これは堆積した後に大きく乱されていない場合に成り立つ。柱状図では上下の向きを必ず確認する。
2.地層の連続
同じ時代に続けて堆積した地層は横方向につながる。谷や海で切れて見えても、岩石や化石が一致すれば同じ地層と考えられる。侵食で失われた部分もある。
3.地殻変動
地層が曲がるしゅう曲や、ずれる断層は地殻変動の証拠である。断層が地層を切っていれば、断層は地層より新しい。前後関係を図で追う。
4.堆積岩
れき岩、砂岩、泥岩は粒の大きさで区別する。れき岩が最も粒が大きく、泥岩が最も細かい。石灰岩やチャートは主成分の違いで区別する。
5.化石
示準化石は地層ができた年代を知る手掛かりになる。示相化石は堆積した環境を知る手掛かりになる。化石名だけでなく、何を示すかを答える。
6.地震の発生
地下の岩盤が急にずれて地震が起こる。地下で最初に破壊が始まった点を震源という。震源の真上の地表の地点を震央という。
7.P波とS波
P波は速く伝わる縦波で最初に届く。S波は遅く伝わる横波で、主要動を起こす。地震計の記録ではP波到着からS波到着までが初期微動である。
8.初期微動継続時間
初期微動継続時間はS波の到着時刻からP波の到着時刻を引いて求める。震源から遠い観測点ほど長くなる。複数地点の記録で震源位置を推定できる。
9.火山の噴火
地下のマグマが地表へ出る現象が噴火である。粘りけの大きいマグマは爆発的になりやすい。火山灰、火山れき、溶岩などが堆積する。
10.火成岩
マグマが地表近くで急に冷えてできる岩石が火山岩である。地下深くでゆっくり冷えてできる岩石が深成岩である。冷え方の違いは結晶の大きさに表れる。
11.気象の観測
気温、湿度、気圧、風向・風力、雲量は同じ時刻・場所で観測して比較する。気圧は高い所ほど低くなるため、観測地点の条件に注意する。風向は風が吹いてくる方向で表す。観測値の変化を天気図や前線の動きと結び付ける。
12.前線と天気
暖気と寒気が接する境目を前線という。温暖前線付近では広い範囲で弱い雨が長く続きやすい。寒冷前線付近では狭い範囲で強い雨が短時間に降りやすい。前線の通過前後で風向、気温、気圧がどう変わるかを資料で読む。
13.地球内部
地球は地殻、マントル、核からなると考えられている。地震波の伝わり方の違いは地球内部の構造を推定する手掛かりになる。プレートは地球表面を覆う硬い岩盤の板である。プレートの動きは地震や火山活動の分布と関係する。
14.日本の自然災害
日本では地震、火山噴火、豪雨、台風などの災害が起こりうる。ハザードマップは危険な場所や避難所を事前に知る資料である。災害時は正確な情報を得て、状況に応じて早めに避難する。科学的な知識を防災行動に結び付けることが重要である。
③ 公式・用語
| 名称 | 内容 | メモ |
|---|---|---|
| 初期微動継続時間 | S波到着時刻 − P波到着時刻 | — |
| 震源距離 | 震源距離 ∝ 初期微動継続時間 | — |
| 地震の発生時刻 | P波到着時刻 − P波の伝わった時間 | — |
| 地層の新旧 | 下の地層ほど古い | 地層が乱れていない場合 |
用語集
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 堆積 | 水や風に運ばれた粒が積もること。 |
| しゅう曲 | 地層が曲がる地殻変動。 |
| 断層 | 地層が割れてずれた構造。 |
| 示準化石 | 地層の年代を示す化石。 |
| 示相化石 | 堆積環境を示す化石。 |
| 震源 | 地震が地下で始まった場所。 |
| 震央 | 震源の真上の地表の地点。 |
| マグマ | 地下の高温で溶けた岩石。 |
| 示準化石 | 地層の年代を知る手掛かりの化石。 |
| 初期微動継続時間 | P波到着からS波到着までの時間。 |
④ 解法・読み方の手順
地層を読む手順
- 地層の上下と乱れの有無を見る。
- 岩石・化石・断層を観察事実として記録する。
- 新旧や環境を根拠付きで推定する。
地震記録の手順
- P波とS波の到着時刻を読む。
- 差から初期微動継続時間を求める。
- グラフ・表を使い震源距離を読む。
記述問題の手順
- 問われた語を丸で囲む。
- 観察事実、原理、結論の順に根拠をつなぐ。
- 単位・向き・条件を見直してから書く。
⑤ 図解
地表 ── C（新しい） ── B ── A（古い） 下ほど古い。
地震計の記録：P波 ┃初期微動┃ S波 P波が先、S波が後に届く。
⑥ 例題（読んで流れを追う）
ここは「解く」より「途中式と根拠を追う」ための例です。演習は問題編で。
乱れていない地層A・B・Cが下からこの順に重なる。最も古い地層は。
考え方・途中式
地層は原則として下ほど古い。最下部のAが最も古い。
答え：A
P波到着が10時00分12秒、S波到着が10時00分20秒。初期微動継続時間は。
考え方・途中式
S波−P波=20秒−12秒=8秒。
答え：8秒
砂岩と泥岩では、一般にどちらの粒が大きいか。
考え方・途中式
れき岩＞砂岩＞泥岩の順に粒が大きい。
答え：砂岩
地層を切る断層と地層では、どちらが新しいか。
考え方・途中式
すでにできた地層を後から断層が切ったので、断層の方が新しい。
答え：断層
火山岩と深成岩で結晶が大きいのはどちらか。
考え方・途中式
地下でゆっくり冷える深成岩では結晶が大きく成長する。
答え：深成岩
この章の実験・計算で、答えだけでなく途中の根拠を書く必要がある理由を答えなさい。
考え方・途中式
条件を確認→使う法則を式または文で書く→数値を代入→単位付きの結論、の順に残す。
答え：用いた法則、条件、単位が正しいことを示し、計算や考察を検証できるようにするため。
⑦ 入試・テストでの使い方
外部過去問（JS88・リセマム等）の使い分けは過去問・外部資料ガイドを参照。
- 柱状図は上下と縮尺を先に確認する。
- 化石は年代用か環境用かを分ける。
- 地震記録はP波・S波の到着順を書き込む。
- 火成岩は色だけでなく結晶の大きさを見る。
- 記述では観察事実と推定をつなぐ。
- 複数の資料は、同じ条件で比較できるかを確認してから根拠にする。
- 記述では結論だけでなく、現象を説明する語句を一つ以上入れる。
- science005net「地震」→本アプリ⑦P-S波計算。
- ⑤基本：005net基本問題 ⑥標準：005net標準 ⑦応用：JS88＋本アプリ
- 理科の学習（005net）で基本→標準を章ごとに
⑧ よくあるミス
- 上の地層を古いとする。
- 断層ができた順序を逆にする。
- P波を横波、S波を縦波とする。
- 初期微動継続時間をP波の到着時刻とする。
- 震源と震央を混同する。
- 火山岩の結晶を大きいとする。
- 示準化石と示相化石を混同する。
- 岩石を色だけで断定する。
- 実験で変えた条件と、そろえた条件を混同する。
- 数値の計算結果に単位や有効な条件を書かない。
⑨ 理解チェック
口頭でもノートでもよいので、全部言えたら問題編へ。
- 地層の新旧を説明できる
- 断層の新旧を判断できる
- 堆積岩を粒で区別できる
- 化石の二種類を言える
- 震源と震央を区別できる
- P波とS波を区別できる
- 初期微動を計算できる
- 震源距離との関係を言える
- 火山岩と深成岩を区別できる
- 観察と推定を分けて書ける
- 実験の対照を説明できる
- 計算の式・代入・単位を順に書ける