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【地学基礎】 3年復習プリント No.1
第1部 固体地球とその変動 第1章 地球
第1節.地球の外観A 固体地球の表面 ・地球表面の凹凸 (地形の名称を記入せよ。)
図2から読解できること。
地球表面の高度分布には
2つのピークがある。
0~1kmと-4~-5km
大陸棚をふくんで、-1km以上
を大陸地域と呼ぶ。
B 地球の形 ① 地球がほぼ球形である証拠
北極に近づくほど、北極星の見える高度角は( 高 )くなる。
② 地球の大きさ ( エラトステネス )の方法
公式 緯度差 θ : 円弧 = 360 : 地球の円周
S
A
太陽光線
θ
【地学基礎】 3年復習プリント No.2
③ 完全な球形ではない地球
地球の形は、自転による( 遠心力 )のために、
( 赤道 )方向に少しふくらんだ( 回転楕円体 )である。
a - b
b 扁平率=
a
a地球の扁平率は
1/298
緯度差1°に対する
子午線の長さ
高緯度地方のほうが
長い
※ 左図は誤った解釈の図
<注意>
緯度は決して、地球の中心からの角度ではない。
「緯度」は地面に立てた垂線で考えること。
赤道半径
極半径
第2節.地球の内部構造
地殻
マントル
かんらん
固
2900
モホ面
外核
5100 鉄
ニッケル
液
6400
内核 鉄、ニッケル
固
地殻とマントル
深さ0km ①
②
③
④
・上部は( )質岩石
・( )体
・主成分は( )
2番目に( )
・( )体
・主成分は( )
・( )体
①と②の境界面を
という。
km
km
km
【地学基礎】 復習プリント No.3
地球内部の化学組成[%] (センサー p.3)
物質 大陸地殻 海洋地殻 上部マントル 物質 核
SiO2 ① 58.0 ① 49.5 ① 45.1 Fe ① 89.6
Al2O3 ② 18.0 ② 16.0 3.3 Ni ② 5.4
FeO ③ 7.5 10.5 ③ 8.0 Co ③ 0.25
MgO 3.5 7.7 ② 38.1
CaO 7.5 ③ 11.3 3.1
問1 地殻に含まれる物質を、多い順に2つ SiO2 Al2O3
問2 地殻に含まれる元素を、多い順に3つ O Si Al
問3 マントルに含まれる物質を、多い順に2つ SiO2 MgO
問4 マントルに含まれる元素を、多い順に3つ O Mg Si
問5 核に含まれる物質(元素)を、多い順に2つ Fe Ni
第2章 活動する地球
第1節.プレートと地球の活動
「プレート」=「リソスフェア」
海洋部 大陸部
地殻の厚さ 5~10km 30~60km
プレートの厚さ 数十~100km 100~250km
【地学基礎】 復習プリント No.4
図2・3から読解で
きること。
浅発地震は、
あらゆる境界で発生
深発地震は、
収束する境界で発生
プレート境界と大地形
① (拡大する)境界 ② (収束する)境界 ③ (すれ違う)境界
どんな 新しいプレートが生産さ プレートが互いに近づ 断裂した海嶺にはさ
境界 れ、互いに離れていく き、一方が他方の下に まれた部分で2つの
斜めに沈みこむ プレートがすれ違う
見られ 海嶺 海溝 造山帯
る地形 ギャオ 島弧 陸弧 トランスフォーム
島弧-海溝系 断層
正断層 逆断層
例とな 大西洋中央海嶺 日本海溝 南海トラフ サンアンドレアス
る場所 東太平洋海嶺 アンデス山脈 断層
ヒマラヤ山脈
日本列島
地震の 浅発地震 浅発地震 浅発地震
特徴 深発地震
火山に 玄武岩質マグマ 安山岩質マグマを主と
ついて した多様なマグマ
問 次の例はどのような場所か?
(ア)アイスランドのギャオ(p.28 図8) 大西洋中央海嶺上にあって、2つのプ
レートが互いに遠ざかるためにできた裂け目。
(イ)ヒマラヤ山脈(p.29 図 10) ユーラシアプレートとインドオーストラリアプレ
ートの収束境界で、古インド大陸の衝突により形成された山脈。
(ウ)サンアンドレアス断層(p.30 図 11)太平洋プレートと北米プレートのすれ違
う境界にあるトランスフォーム断層。
【地学基礎】 復習プリント No.5
プレートの動き
① ホットスポット
・マントル深くに固定された熱源からの上昇流(=「プルーム」)によって形成され
たマグマの供給源が真下にあって、火山活動がおこなわれている場所。
・プレートが移動していても、ホットスポットの場所はほとんど変化しない。
↓
こうして、太平洋に火山島列ができている。火山島は浸食されて(海山)になる。
[問2]
図 12 から、約 7000 万年前から約 4340 年前の太平洋プレートは、平均して
どちらの向きに 1 年あたり何 cm 移動していたかを求めよ。
明治海山 7000 万年前に誕生
11cm/年
雄略海山 4340 万年前に誕生
ハワイ島 (現在)
問(補足)
図 12 から約 4340 万年前頃に太平洋プレートは動く向きを変えたことがわかる。
① 前半(7000 万年前~ 4340 万年前) と ② 後半(4340 万年前~現在)の
プレートの動いていた向きを答えよ。
①北北西 ②西北西
② 海洋底の年代 (p.31 図 13) (海嶺)で、新しい海洋底が生まれる。
↓
(海嶺)から離れるほど生成された時代が(古)い。
③ GPSによる観測
図 14 から読解 南大東島が、(西北西)の向きに 1 年に約(9cm)移動
【地学基礎】 復習プリント No.6
第2節.地震
A 地震の分布 「海溝」「トラフ」に色を付けよ。
「トラフ」は海溝よりも浅い、
細長い海底の凹地
海溝
↓
深発地震の(一応の)定義:深さ100km以上 100~(せいぜい700)km
p.27 図 7 でも見たように (深発)地震の発生は、(収束する)境界付近のみ。
(海溝)沿いの地域の地震の特徴= (周期)的に発生する(巨大)地震
=
( 海溝 )型地震 同じ場所付近で約100年周期1923 年 関東地震
1944 年 東南海地震
1946 年 南海地震
2011 年 東日本地震
などが
同じ場所で、数十~百数十年周
期で発生。
(プレート内)地震海のプレートの沈み込みによって押された陸のプレート内の岩盤が破壊される地震
地殻内の断層が繰り返し活動する。
特に、日本列島などの地殻内で起きる地震は(内陸)地震という。
・今後も活動する可能性の高い断層を(活断層)という。
・その周期は、海溝型地震に比べると(長)い。
同じ場所付近で約1000年周期例.1995 年 兵庫県南部地震
【地学基礎】 復習プリント No.7
B 地震の発生と断層
・地震を発生させた断層を(震源断層)という。
☆・地震のエネルギーは、(断層面の面積)×(ずれ量)に比例する。
・断層の種類 ↓ それぞれどのような向きの力が働いたかを図示せよ。
・震源断層の一部が地表に達して現れた断層を
(地表地震断層)という。
余震 とは
・余震の起こった地域を(余震域)という。
・余震の震源分布から、(震源断層の範囲)を知ること
ができる。
C マグニチュードと震度
① マグニチュード ・・・地震の( 規模、解放されたエネルギー)を表す
M
マグニチュードが1大きくなるごとに、
エネルギーは(32=10√10)倍になる
マグニチュードが2大きくなると・・・1000倍
[問3]
関東地震のマグニチュードは約8であった。この地震によって放出された
エネルギーは、マグニチュード4の地震の約何回分に相当するか。
100万回分
② 震度 ・・・(観測地点)での(地震動の強さ )
気象庁により、0・1・2・3・4・5弱・5強・6弱・6強・7の(10)階級
震度は、ふつう、震源から遠いほど小さいが、遠いのに震度が大きいことがある。
↓
( 異常震域 )という。
原因:(アセノスフェア)では地震波が減衰しやすいため。
←この図を読解せよ。
【地学基礎】 復習プリント No.8
D 震源の決定
地震計による地震動の記録 ・P波到着からS波到着までの時間を、
(P-S時間)または
(初期微動継続時間)という。
大森公式 D[km] 震源からの距離
D=kT T[s] P-S時間
kはおよそ6~8[km/s]
[問 4]
P波の速度をVP、S波の速度をVSとして、大森公式の比例定数kをVPとVS
を使って表せ。
S波の所要時間 - P波の所要時間 = P-S時間
D D
- = T
VS VP
VPVS
D = T
VP - VS
作図による震源の決定法
(1) 3つの地点A,B,Cにおける
震源距離を大森公式から求める。
その半径 a,b,c で地図に円を描く。
(2)「震央」X を作図により求めよ。
(3)「震源」Y は「震央」X の(真下)にある。
(4) △ AXY を作図し、「震源」Y の位置を決定する。
A
B
C
AX
Y(震源)
(震央)震央距離
震源距離
X
震源の
深さ
【地学基礎】 復習プリント No.9
三宅島の溶岩流 富士山 雲仙岳の火砕流
桜島
【地学基礎】 復習プリント No.10
第3節.火山活動と火成岩の形成・地殻を構成する岩石の(65)%は、(火成岩)
A 火山噴火
・(マグマ)とは・・・地下の岩石がとけてできた高温で液状のもの 900 ~ 1200 ℃
・マグマは、周囲の岩石よりも密度が(
小さ)いので、(浮力)によって地下深部
から 上昇してくる。
→・周囲の岩石と同じ密度となる深さまで
来ると上昇をやめ、一時的に火山の下の
(マグマだまり)に蓄えられていく。
・マグマの成分 多い順に、(水蒸気)
(二酸化炭素)などの揮発成分
・マグマだまりで揮発成分が分離して圧力
が高まると、(噴火)が起こる。
マグマが地下水に接触して急激な気化がおこると(マグマ水蒸気爆発)となる。
B 火山噴出物溶岩
二酸化炭素火山噴出物 火山ガス おもに水蒸気 ほか二酸化硫黄
硫化水素
火山砕せつ物 火山灰・火山弾・火山岩塊・軽石
C 噴火の形式 ・マグマの(粘性)は、
<No.9の表へ> ふくまれる(二酸化ケイ素)が多いと高くなる。
D 火山の分布
① 島弧-海溝系の火山
・太平洋を取り巻いて分布する(環太平洋)
火山帯などは、プレートの沈み込み境界に沿
って、海溝から大陸側へ 100 ~ 300km 程度離
れた所に分布。
・火山分布の海溝側の限界線を(火山前線(火
山フロント))という。 これは、沈み込んだ
プレートがある深さに達したところで( マ
グマ)を発生するようになるため。
・島弧-海溝系の火山
は、(安山岩)質の
マグマを主とした多
様な性質のマグマの
活動が見られる。
② 海嶺の火山
・海嶺では、(玄武岩)質のマグマの活動が盛ん。
・海底でマグマが噴出すると、海水に触れて
(枕状溶岩)を形成する。
・東アフリカのリフト帯(大地溝帯)もこのタイ
プの火山活動。
③ ホットスポットの火山
・ホットスポットは、プレートの動きとは無関係。
・マントル深くに固定された熱源からの上昇流(=プルーム)によって形成されたマ
グマの供給源が原因
・ハワイ諸島では、(玄武岩)質マグマの活動が盛ん。
【地学基礎】 復習プリント No.11
E 火成岩の産状
・マグマが地表に噴出すると、(溶岩)になる。
・地下に貫入したマグマが冷えて固まると、
地層に平行に貫入したもの・・・(岩床)
地層を切るように貫入・・・(岩脈)
大規模な花こう岩の貫入岩帯・・・(底盤)
(バソリス)
○ 火成岩の組織 ※ 岩石の「組織」とは、岩石を作る鉱物の粒の形や大きさ、集まり方
(1) 「深成岩」・・・マグマが地下深くでゆっくりと冷えてできた火成岩
↓
鉱物の特徴:(鉱物が十分成長し、粗粒)
(等粒状)組織 という。
(2) 「火山岩」・・・マグマが地表付近で急冷されてできた火成岩
↓
鉱物の特徴:(細かい結晶やガラス質の石基が粗粒の斑晶を取り囲む)
※ 斑晶ができる場所は
(斑状)組織 という。 地表付近ではなく、
マグマだまり
火成岩の組織の観察からわかる、鉱物の晶出順序
鉱物の形は、
結晶が十分に成長すると(自形)となる。
先にできている鉱物にじゃまされて、本来の形に
十分成長できなかったときの形を(他形)という。
この場合の晶出順序は
( B )→( A )
鉱物A
鉱物B
F 火成岩の分類 復習プリントNo.9を完全に覚えること
・火成岩の分類は、 ① 化学組成や鉱物組成による分類と、② 組織による分類を
組み合わせて行われる。
化学組成や鉱物組成による分類
二酸化ケイ素(SiO2)の量 が多い岩石を(酸性岩)という
少ない 多い
超塩基性岩 塩基性岩 中性岩 酸性岩
(超苦鉄質岩) (苦鉄質岩) (ケイ長質岩)
苦:マグネシウム
火成岩に含まれる鉱物 有色鉱物が多く含まれているほど、色調が(黒)っぽい。
無色鉱物 (石英)
(斜長石) (カリ長石)
(Ca)に富む ~ (Na)に富む
有色鉱物 (かんらん石)( 輝石 )( 角閃石 )( 黒雲母 )
※有色鉱物は(鉄)や(マグネシウム)の元素を多く含む。
※火山灰にネオジム磁石を近づけると、有色鉱物が集まる。
・色指数 とは・・・有色鉱物の%
【地学基礎】 実験「火成岩などの密度測定」
( )年( )組( )席 なまえ( )
目的 : アルキメデスの浮力の原理を利用して、火成岩7種類の密度と鉄の密度
を測定し、比較してみる。
※ なお火成岩の密度は空隙の量によってかなり変わる。特に火山岩でその
傾向が大きいので、教科書の数値と必ずしも同じにならないことをふま
えておく。
準備物: 電子天秤 ビーカー 岩石をつるす糸 実験スタンド
方法 ① 岩石の質量を電子天秤で測定する。 → m[g」
② ビーカーに水を入れ、電子天秤の目盛りをゼロにする。
③ そこに、糸でつるした岩石全体を水に入れ、水中に浮かせ静止させた状態
で質量を測定する。このときの数値は、岩石と同体積の水の重さの分が示さ
れており、水の密度が1 g/cm 3より、この数値がそのままその体積、すなわ
ち岩石の体積となる。 → V[cm 3]
④ 岩石の密度 m[g」/ V[cm 3]を計算する。
⑤ 各斑で、火山岩(玄武岩・安山岩・流紋岩)と深成岩(斑れい岩・閃緑岩
・花こう岩)の密度を測定して記録する。
⑥ 鉄の密度も測定しておく。
⑦ 代表としていくつかの斑で、かんらん岩の密度を測定する。
ゼロ m[g] ゼロ V[g]
↓
V[cm3]
①②
③
測定結果(できるだけボールペンで記入)
火山岩 玄武岩 安山岩 流紋岩
質量 m[g]
体積 V[cm 3]
密度 [g / cm 3]
深成岩 かんらん岩 はんれい岩 閃緑岩 花こう岩
質量 m[g]
体積 V[cm 3]
密度 [g / cm 3]
鉄
質量 m[g]
体積 V[cm 3]
密度 [g / cm 3]
考察 深成岩を、密度の大きい順に並べると、
かんらん岩→はんれい岩→閃緑岩→花こう岩
(3.3) (2.7)
火山岩は空隙があるので、誤差が大きい。
鉄は密度が大きく、地球の平均密度5.5は、核の鉄とマントルのかん
らん岩でおおむね決まっている。
【地学基礎】 3年復習プリント No.12
第2部 移り変わる地球 第1章 地球史の読み方
第1節.堆積岩とその形成 A 堆積岩の形成
① 岩石の風化
種類 (物理(機械))的風化 (化学)的風化
原因 温度変化で膨張・収縮 雨水・地下水で溶解・化学変化
例 玉ねぎ状風化 カルスト地形
進行条件 乾燥・寒冷 湿潤・温暖
② 流水による砕せつ物の運搬と堆積
流水の流速による「浸食」「運搬」「堆積」条件 礫
2mm
砂1/16 mm
泥
曲線Aは、静止していた粒子が移動を開始する流速を示す。
曲線Bは、移動していた粒子が停止する流速を示す。
問 川底にいろいろな粒径の砕せつ物が堆積しているときに、流速が次第に速くなっ
ていくと最初に運搬されるのは泥・砂・礫のうちどれか。答え・・・「砂」また、流速が次第におそくなっていくとき、最初に堆積し始めるのはどれか。
答え・・・「れき」
流水のはたらき
・川底を削る(下方侵食)→( V字谷 )
・川幅を削る(側方浸食)→( 蛇行 三日月湖 )
氷河 浸食作用 ( カール ) スプーンでえぐられたような地形
( U字谷 ) 幅の広い渓谷
堆積作用 ( モレーン ) 氷河が解ける所
【地学基礎】 3年復習プリント No.13
B 堆積岩とその分類
堆積岩の分類 岩石名 もととなる堆積物
砕せつ岩 礫岩 礫 :直径( 2 )mm 以上
砂岩 砂 :直径(1/16)~(2)mm
泥岩 泥 :直径(1/16)mm 未満
火山 凝灰角礫岩 火山礫と火山灰砕せつ岩
凝灰岩 火山灰
化学岩 石灰岩 ( CaCO3 )を主成分とする
チャート ( SiO2 )を主成分とする
岩塩 ( NaCl)を主成分とする
石こう ( CaSO4・2H2O)を主成分とする
生物岩 石灰岩 (フズリナ)(貝殻)(サンゴ):(CaCO3)を主成分
チャート (放散虫の殻):(SiO2)を主成分
堆積物 堆積岩( )続成作用
圧縮・脱水→緻密に 粒子間に新鉱物
第2節.地層と地層構造
A 地層 ・・・堆積物からなる、板状の層
地層の境界面を
(層理面(地層面))という。
① (地層累重)の法則
変形していない地層では、古い地層が(下)位で、新しい地層が(上)位
・複数の地層が堆積した順序を(層序)という。
② 地層の堆積構造 1 枚の地層の中に見られる、砕せつ物の粒子のいろいろな特徴や模様
ア クロスラミナ ( 斜交葉理 )
(層理面と斜交)した細かな(縞模様)
<成因>
上 水流の向きや強さの変化
・切られている方が古い(下)
下 ・左図で水流はわかりにくいが
イ 級化構造( 級化層理 )
上<成因> 混濁流のように、
粒径の異なる砕せつ物が同時に堆積
するとき、(大き)い粒子が速く沈む
下 <上下判定>
大きい粒子の方が下
C層
B層
A層
水流
【地学基礎】 3年復習プリント No.14
ウ リプルマーク ( 漣痕 )
上 地層の上面がさざなみ(漣)のように
波打っている模様
<成因> 水流のさざなみ
<上下判定>とがっている方が上
水流の向き下
エ. ソールマーク(底痕)
地層の下面に見られるふくらみ
上<成因> 下位の地層の表面で、
下 (れき)や(貝殻)が
転がったり引きずられた跡のくぼみを
埋めながら次の地層が堆積した。
上から見た図
オ タービダイト 水と堆積物が混合した高密度の流れである
「乱泥流」が堆積してできる。
(地震)などをきっかけに、(大陸斜面)で
海底地すべりが起きるときなど。
級化構造が見られる。
大陸斜面
大陸棚
大洋底
侵食運搬し、一気に堆積 覚え方:筆記体のS
B 不整合
地層の「整合」とは・・・複数の地層が、時間間隔をあけずに連続的に堆積した
場合の地層の接し方。
地層の「不整合」とは・・・(堆積が中断)したり、(侵食)作用で地層の
一部が失われた後に新たな地層が堆積するとき、不連続
な地層の接し方となる。
↓
この不連続面を(不整合面)という。
( 平行不整合 ) ( 傾斜不整合 )
基底礫岩は、不整合よりも古い地層の
れきを含むことが多い。
① 海底に地層が堆積していく。
② 地殻変動で隆起し、地層は傾いたり褶曲
する。陸地に出た部分は侵食される。
③ 再び沈降し、新しい地層が堆積する
④ その後また隆起し陸地に現れる。
不整合は二つの地層の形成の間に大きな時間
の隔たりがあったことを物語っている。
【地学基礎】 3年復習プリント No.15
C 地質構造 プレートの動きに伴う地殻変動で、地層に強い力が
加わると、褶曲や断層が生じる。
① 褶曲
② 断層 種類: (正)断層・・・ひっぱりの力→上磐がずり落ちる
(逆)断層・・・圧縮の力→上磐が乗り上げる(横ずれ)断層
・断層面に沿って、岩石が破壊されてできる岩片や粘土からなる(断層破砕帯)
を伴うことも多い。
D 変成岩とその形成
高温や高圧の条件が加わると鉱物が
固体のまま他種に変化(再結晶)火成岩
変成岩堆積岩 (変成)作用
原因 スケール 種類 もとの岩石→ 変成岩 特徴
接 マグマの貫入によ 砂岩や泥岩 かたく
触 る熱に触れる → ホルンフェルス 緻密変成
変 作用 幅数十~数百m 石灰岩→大理石 方 解 石 を
成 (結晶質石灰岩) 含む作
用 広 プレートの沈み込 ①高圧 細粒・変形
域 み境界 結晶片岩 面 で は が
変成 ①深部で高圧 れやすい作用 ②地表近くは高温
帯状数十~数百km ②高温 粗粒片麻岩 縞模様
片理:広域変成岩にみられる、面ではがれやすい性質沈み込み境界における2種類の広域変成作用
【地学基礎】 3年復習プリント No.16
変成作用による鉱物の再結晶について ・化学組成が同じで結晶構造が異なる→同質異像(多形)という。
どのような温度・圧力の変成作用を
受けたか、がわかる。
E 岩石サイクル
風化 侵食運搬堆積作用
結晶分化作用 続成作用
変成作用 風化 風化侵食・・・ 侵食・・・
溶融
変成作用
マグマ
火成岩
変成岩
堆積岩
堆積物
第3節.地球の歴史の組み立て
A 化石
① 示相化石 ・・・・生息当時の環境を推定するのに有効な化石
② 示準化石 ・・・・地層の時代を決めたり、地層の対比に有効な化石
示準化石として役に立つ条件
・特徴のある生物
・広範囲に生息
・短期間に生息
おもな示準化石
古生代 中生代 新生代
フデイシ アンモナイト カヘイ石
サンヨウチュウ トリゴニア ビカリア
イノセラムス
B 地層の対比 ・・・ 離れた地域の地層が同じ時代の地層であることを
確かめること
地層の対比に役立つ地層を (鍵層) という。
例1. 特徴的な(示準化石)が入った地層
例2. 特徴的な(火山灰の凝灰岩層)
【地学基礎・地球史】復習プリント No.17地球誕生のシナリオ
先カンブリア時代微惑星の衝突合体
46 原始大気(H2O,CO2)原始太陽系 温室効果1500℃
億年前 冥 原始地球 マグマオーシャン王 ↓ 核・マントル構造代 原始海洋
CO2の固定(石灰岩)地殻の形成
4040 最古の岩石(変成岩)38
太 枕状溶岩 れき岩 すでに海が存在した古代 35
最初の生命 微生物
27
光合成生物 シアノバクテリア
25 ラン藻類 ,原核生物
億年前 全球凍結 ストロマトライト
原生 O2の増加 縞状鉄鉱層代
真核生物 藻類
多細胞の藻類
全球凍結特徴
かたい組織をエディアカラ生物群 もたない
5.4 大きな億年前 見脊椎動物
古生代の生物進化
紀 動物 ・ 植物
5.4 特徴かたい殻や骨をもつ
億年前 カ バージェス動物群 例
ン アノマロカリスブリ サンヨウチュウなどの無脊椎動物 サンヨウチュウは
(腕足類,クラゲ,節足動物) 節足動物ア紀
初期の魚類 セキツイ動物
オルドビス紀 フデイシ・サンゴ 無セキツイ動物
シ クサリサンゴ・ハチノスサンゴ
ルクックソニア 最初の陸上植物
ル
紀 プシロフィトン シダ植物
魚
類 デ 魚類の多様化の ボ時 ン代 紀 イクチオステガ 両生類
動物の陸上進出
石炭 サンゴ フズリナ フズリナ(紡錘虫)
紀 は有孔虫
大型シダ植物 例 ロボク リンボクペルム フウインボク紀 ( 二畳紀) 大型昆虫 爬虫類
2.5 石炭
億年前 CO2の固定
No.18 中生代の生物進化
紀 動物 植物2.5
三億年前 畳 アンモナイト 中生代を通じ
紀 て繁栄( ト 例
リア 二枚貝 イノセラムスス トリゴニア紀) モノチス
哺乳類の出現 裸
子
ジ ュ 恐竜 植 白亜紀末までラ紀 繁栄
物始祖鳥
白亜6500万 紀
新生代の生物進化
古第 カヘイ石 大型有孔虫三 (ヌンムリテス) 被紀
子新第 ビカリア 植 巻貝三紀 物
デスモスチルス 大型哺乳類
メタセコイア 針葉樹(猿)人
第 (原)人四 (旧)人 マンモス期 (新)人
・古生代後半のできごと
巨大シダ植物の光合成 → CO2減少・O2増加 → オゾン層
↓ ↓
石炭 温室効果が弱まり寒冷化
・古生代の前半は(温暖)な気候
・古生代の後半は(寒冷)な気候
南半球で(氷河)が発達
・中生代は(温暖)な気候
↓
海水面が(上昇)し、
浅海底面積が(拡大)。
大量の海中生物の遺骸が有機物となり
(石油)になった。
・新生代の前半は(温暖)な気候
(古第三期・新第三紀のはじめまで)
・新生代の後半は(寒冷)な気候
(1500 万年前以降)
特に、第四紀には、
(氷期)と(間氷期)のくりかえし
現在は(間氷期)。
2万年前の海面は現在よりも
120mも(低)かった。
(大陸棚が作られた)
No.19
地球規模の地殻変動
時 期 造山運動 地域
先カンブリア時代 複数回
北ヨーロッパ
① 古生代中期 カレドニア 造山運動 北アメリカ東部
② 古生代後期 バリスカン 造山運動 ヨーロッパ中部
アルプス
③ 中生代後期から アルプス 造山運動 ヒマラヤ
アンデス
大陸の移動
(38)億年前 プレート運動が始まっていた。
27億年前には、最初の大陸があった。
(ペルム)紀 世界の主要な大陸が衝突して、
超大陸 パンゲア が出現。
↓
中生代に分裂
大量絶滅 過去に少なくとも(5)回の大量絶滅があった。
・地球史上、最大規模の大量絶滅がおきた時期は、(古生代ペルム紀末)
原因 巨大プルームによる火成活動や
(説) 海洋での酸素欠乏
・恐竜やアンモナイトが滅んだ時期は、(中生代白亜紀末)。
原因 巨大隕石の落下による環境の激変
証拠:メキシコのクレーター マイクロテクタイト
【地学基礎】復習プリント No.20
第3部 大気と海洋 第1章 大気の構造
第1節.大気圏
A 大気の組成 水蒸気をのぞいた大気の組成は、
高度約(100)km まで一定
水蒸気の量は変動するが、地表付近で
約 1~3 %
二酸化炭素は、0.04 %
B 気圧 大気は重力によって地表に引きつけられている。
宇宙
地表
気圧 とは その地点より上にある大気の単位面積あたりの重さ
単位[hPa]
1 気圧 =
<トリチェリーの実験>
水銀
760mm
(水なら
10m )
気圧[hPa]高度
5.5km
0km 約1000hPa
約( )hPa
11km圏界面 約( )hPa
薄い大気
濃い大気
500
250
【地学基礎】復習プリント No.21
C 大気圏の層構造
気体の温度・・・・分子や原子の「熱運動」のはげしさをあらわす尺度が「温度」
地球の大気は、高度を増していくにつれて、その高度の気温が上がっていく部分と、
逆に下がっていく部分がある。このちがいを基準にして、大気は4つの層構造をもつ。
130
140
高度
km
-80 -60 -40 -20 0 20 ℃
温 度
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
の存在
熱
圏
中
間
圏
成
層
圏
対 流 圏
オゾン層
流 星
オーロラ
① 対流圏対流圏では、上空ほど、温度が(低)い。
原因: 地面が日射であたためられている
・ 対流圏の気温減率 = 0.65℃/100m
対流圏と成層圏の境界面を(圏界面)という
・その高度は、平均して約(11km)。
・夏に(高)く、冬に(低)い。
・赤道付近で約(16km)、高緯度地方で約(8km)。
② 成層圏
成層圏では、上空ほど、温度が(高)い。
原因: 上空ほど、(オゾン)による(紫外線)
の吸収・発熱が多いため。
ただし、オゾン量の多い高度は、
(15km)~(30km)
この部分を(オゾン層)という。
③ 中間圏中間圏では、上空ほど、温度が(低)い。
熱圏から中間圏にかけて見られる現象・・・(流星)
④ 熱圏熱圏では、上空ほど、温度が(高)い。
原因:上空ほど太陽からの(紫外線)や(X線)が多い
熱圏に見られる現象・・・(オーロラ)
【地学基礎】復習プリント No.22
第2節 水と気象 (教科書 p.115)
雲や降水の現象は、(対流)圏で起きている。
A 地球表層の水 地球の表層における水の存在形態
1.(海水)・・・(97%) 地球表層の水が移動
する原動力は、太陽からの
2.(氷河) エネルギー
3.(地下水)
大気中の水分は、0.001%
かなり少ない!
海洋における蒸発量 > 海洋における降水量 ・・・どちらが多いか
◎ 水の三態変化と潜熱の出入り
水が温度変化するときに出入りする熱を「顕熱」という。
水が状態変化するときに出入りする熱を「潜熱」という。
水蒸気エネルギー 水蒸気
水 水
氷 氷
潜熱を
周囲から
吸収
潜熱を
周囲に
放出
B.対流圏の気象 (教科書 p.116)
◎ 水蒸気
<飽和蒸気圧曲線>
水蒸気量(水蒸気圧)
相対湿度 =
飽和水蒸気量(飽和水蒸気圧)
露点 とは 飽和水蒸気量(圧)と大気中の水蒸気量(圧)が等
しくなり水滴ができはじめる温度
(言い換えると)相対湿度が100%になる温度
冷却がおだやかな場合など、露点に足しても水蒸気が凝結しないことがあ
る。この現象を(過飽和)という。
【地学基礎】復習プリント No.23
◎ 雲・・・・・雲ができるしくみ
水蒸気をふくむ空気塊が上昇すると、周囲の気圧が低くなるので、
空気塊は(断熱変化で膨張)し、その温度が(低くなる)。
↓
その温度が(露点)以下になると、
水蒸気が(凝結)して(水滴)または(氷晶)となる。
昇華 ↓
これらの集まりが「雲」である。
雲を構成する水滴や氷晶を(雲粒)という。
※ 「断熱変化」(断熱膨張・断熱圧縮)について
断熱変化とは、熱の出入りなしに気体が膨張したり収縮する変化のこと
◎ 雲の種類・・・十種雲形
もくもく 層状 雨が降る
もくもく 層状
上層 巻雲 巻積雲 巻層雲
積
中層 高積雲 高層雲 乱層雲 乱
雲
下層 積雲 層積雲 層雲
この単元の<発展>の項目 どうやらセンター試験には直接的な出題はなさそう。
念のために、復習しておくことをすすめます。
・大気の安定と不安定
・乾燥断熱減率と湿潤断熱減率
・フェーン現象
・降水のしくみ、冷たい雨(氷晶雨)とあたたかい雨
【地学基礎】復習プリント No.24第3部 大気と海洋 第2章 太陽放射と大気・海水の運動
第1節.地球のエネルギー収支
A 太陽放射エネルギー
・可視光線は、(電磁波)の一種。
短い 波 長 長い
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
γ線 X線 紫外線 可視光線 赤外線 電波
紫藍青緑黄橙赤
・太陽から放射されている電磁波を(太陽放射)という
太陽から、最も多く
やってくる電磁波は
可視光線
・地球が受ける太陽放射を(日射)という。
↓
とは、
①
地球と太陽の距離がその( 平均距離 )にあるとき、
② ③
( 単位時間 )に、( 大気圏の最上部 )において、
④
( 太陽放射に垂直 )な面の( 単位面積 )あたりが、
受け取る 日射量
太陽定数
太陽定数 =1.37[kW/m2]=1370W/m2
ここで [W] = [ J/s ] のこと。また、k は 10 3 を表す。
太陽定数を P[W / m 2]とする。地球の半径を R[m]とするとき、
地球全体が 1 秒間に受け取る日射量
P × πR2
(理解し、覚えよ!)
↓
このエネルギーを地球の全表面に均等に分配すると、
P × πR2
= P/4 = 0.34 [kW/m2]4πR2
太陽定数を P[W / m 2]とする。太陽と地球の距離をr[m]とすると
太陽が 1 秒間に放射するエネルギー
P × 4πr2
(理解し、覚えよ!)
太陽
【地学基礎】復習プリント No.25B 地球のエネルギー収支
太陽放射は(可視光)線 地表や大気の放射は(赤外)線
↓
大気のエネルギー収支のつりあい 地表のエネルギー収支のつりあい
収入 23+(116-12)+28=155 収入 47+97=144
支出 (58+97)=155 支出 116+28=144
◎ 温室効果
A 大気が存在しない場合 B 大気が存在しない場合
宇宙空間 宇宙空間
100 100 大気 100 Y
X
地表 地表 Y
太陽から100のエネルギーの可視光線が来るとして、いったんはすべて地表に吸収
されると仮定する。
A 大気が存在しない場合は、エネルギー収支がつりあうために、地表から宇宙へ
(100)のエネルギーが赤外線のかたちで放射される。
B 大気が存在する場合、地表から X のエネルギーが赤外線として照射され、この
すべてがいったん大気に吸収されると仮定する。大気はそのエネルギーを上方と
下方へ均等に Y ずつエネルギーを赤外線として放射する。
大気における収支のつりあいの式 ( X = 2Y )
地表における収支のつりあいの式 ( 100+Y = X )
両式より、 X =(200)となる。
赤外線の照射量は、放射する物体の
温度と左図のような関係がある。
(高温の物体ほど多く照射する)
したがって、A よりも B のほうが
地表の温度は(高)くなる。
※ 理論上、約 30 度のちがいがある。
温室効果ガスの種類は3つ
① ② ③ ④
( 水蒸気 ) ( 二酸化炭素 ) ( メタン ) ( フロン )
◎ 放射冷却 夜間は太陽からのエネルギーがない。
よく晴れた夜には、地表から宇宙空間へ(赤外線)が放射されることにより、地表
の温度が(低)くなっていく。これを(放射冷却)という。
放射冷却がおこると、地表に接する空気層も
冷却されて、水蒸気が多い場合には(霧)が
発生したり、高度による気温分布については
(逆転層)が生じたりする。
地表の温度
放射エネルギー
100
200
A B
高度
気温
逆転層
【地学基礎】復習プリント No.26
第2節.大気の大循環 気象の変化のエネルギー源は(太陽放射)。
A 熱の輸送
緯度による日射量のちがい
地表の単位面積あたりが受ける日射は(高緯度)地方で多く、(低緯度)地方で少ない。
一方、地球からの放射は、緯度による差は(小さい)
↓
低緯度地方の熱収支は(黒字)
高緯度地方の熱収支は(赤字)
となるはず。
↓
実際には、(低緯度)地方から(高緯度)地方へエネルギーが輸送される。
このエネルギー輸送の担い手は ① 大気
② 大気中の水蒸気
③ 海水
B 大気にはたらく力 と 風
・気圧の(高)い方から(低)い方に向かって
(1) 気圧傾度力 (等圧線に垂直)な向きにはたらく力
・等圧線の間隔が狭いほど(強)くはたらく。
・(地球の自転)が原因で
(2) 転向力(コリオリ 地球上で見かけ上感じる力。
の力) ・風の進む向きに対して(垂直右)向き
にはたらく。(北半球の場合)
(3)
摩擦力 ・地上付近で、陸地などから受ける力
・風の進む向きと(反対向き)にはたらく
<発展だが必要> 風の吹き方
上空(高層天気図)では、 地上(地上天気図)では、等圧線(等圧面の等高線)に対して 等圧線を(横切る)ように(平行)に風が吹いている。 風が吹いている。
(北半球の場合)・・・低気圧の周りの風は(反時計)まわり高層天気図では 地上天気図では
高 低 高 低
1020 16 12 08 hPa 1020 1000 980 hPa
低
【地学基礎】復習プリント No.27
C 大気の大循環 地球規模の大気の流れ
① 低緯度における大気の循環 ・・・(ハドレー)循環(赤道~緯度30°
北半球では、低緯度地方の地上付近の風は、(北東貿易)風 という。
上空の風は、 南東風
② 高緯度地方の循環
高緯度地方では、地上付近では極から(東)よ
りの風が吹き、(極偏東風)と呼ばれる。
緯度 60 °付近であたたまり、上昇する。
③ 中緯度地方の大気の流れ
中緯度地方では、大規模な対流運動は存在(しない)。
地表付近も上空も(西)よりの風が吹いていて、これを(偏西)風という。↓
最も風速が強いのは、緯度(30)°~(40)°付近、高度(12)km 付近である。
この偏西風の特に強い気流を(ジェット気流)という。
偏西風は南北に(蛇行)することにより、
(低緯度の熱を高緯度に運ぶ)役割を担っている。
30°N 赤道 30°S
圏界面
(南半球)(北半球)
北極 60°N
大気の大循環の模式図 重要
北半球の大気大循環のまとめ
上昇・下降 地表付近の風 上空の風
極付近 (極高圧)帯 ↓
(極偏東)風 南西風
北緯60°付近 (寒帯前線)帯 ↑
(偏西)風 偏西風
北緯30°付近 (亜熱帯高圧)帯 ↓
(北東貿易)風 南西風
赤道付近 (熱帯収束)帯 ↑
極高圧帯
極偏東風
寒帯前線帯
偏西風
亜熱帯高圧帯
上空
地上
(北東貿易風)
熱帯収束帯 L
H
L
H
【地学基礎】復習プリント No.28
第3節.海水の循環
A 海水
海水中の塩類 ① 塩化ナトリウム ② 塩化マグネシウム
海水の塩分 = 35‰ (1kg中に35g)
B 海洋の層構造
日射で温まる
・・・・・ 混合層 風や波でかき混
ぜられる
・・・・・・ 水温躍層
・・・・・・・ 深層 海洋の深部は
水温が(低)い
水温の変化が(小さ)い
場所による違いが(小さ)い
海水表面は、日射の影響を受けやすい。
表面が温まっても対流は生じにくい。
表面が冷えると対流が生じやすい。
海水は温度変化がしにくいので、
大気よりも対流が生じにくい。
水温
深さ
1000m
C 海流 海洋表層の海流
北半球では(時計)まわりの
海流は(風系)とよく一致している (環流)が生じている。
→ 北太平洋海流
・偏西風帯では(西)から(東)へ
黒潮 カリフォルニア海
・貿易風帯では(東)から(西)へ 流
(高気圧性回転)
北赤道海流
※ 太平洋の場合を図示
(南半球は逆まわり)
日本付近の海流
(日本海) (太平洋)
暖流:(対馬海流)( 黒潮 )
寒流:(リマン海流)( 親潮 )
【地学基礎】復習プリント No.29D 深層の流れ
海水の鉛直方向の運動が生じる原因は2つ・・・(水温)(塩分)
北極や南極付近の海水
海水が凍るときに、(塩分が海水に取り残される) 密度が
→ → (大きい)
水温が低い
深層にまでおよぶ地球規模の海水の循環 = (深層循環)という。
約(1000)年かけて循環している。
表層:赤色
深層:青色
北半球で、海水が沈み込んでいる場所は
大西洋北部 である。
冷たい海水
温かい海水 塩分の濃い海水 塩分のうすい海水
E 海洋と気候◎ 海流と気候
海水は、陸にくらべて、あたたまり(にく)く、冷め(にく)い。
→ 海岸は、朝夕や季節による寒暖の差が(小さ)い
内陸部は、寒暖の差が(大き)い。
赤道付近から中緯度に向かう海流は、熱を運んでいる
例(黒潮)(メキシコ湾流)
→ヨーロッパの気候は(温暖)である。
◎ エルニーニョ現象
赤道太平洋の海水温分布平年は、(東)よりの(貿易風)によって
表面の温かい海水は(西)方の地域に
吹き寄せられ、そこで低気圧がよく発達す
このとき、赤道太平洋の東方(ペルー沖)では
深層水が上昇してきて、海面温度が(低)い
ところが、貿易風が(弱い)い年には、表面の温かい海水は吹き寄せられず、赤道太平洋中央部で低気圧がよく発達すこのとき、赤道太平洋の東方(ペルー沖)では、
深層水が上昇せず、海面温度が(高い)
→これを(エルニーニョ現象)という。
・エルニーニョが発生すると、北太平洋高気圧が(弱)くなる。↓ (小笠原高気圧)
日本の異常気象の例(4つ) ④冬の季節風が①梅雨明けの遅れ ②冷夏 ③台風の発生が少ない 弱く暖冬
・エルニーニョと逆の現象・・・(ラニーニャ現象)という
【地学基礎】復習プリント No.30第3部 大気と海洋 第3章
日本で見られる季節の気象
第1節.冬から春の気象日本の天気は(西)から(東)へ変わっていくことが多い。
これは、中緯度に吹く(偏西風)の影響。
冬には、偏西風は日本の(南)を通るようになり、日本は冷たい空気に覆われる。その後、偏西風が次第に北上して日本の上空を通るようになると、春になる。
A 冬の気象
冬、大陸の地表面が(放射冷却)によって(低)温になる。↓
(シベリア高気圧)が発達し、日本の東海上では(低気圧)が発達する。
このような気圧配置を(西高東低型)という。
これによって、(北西)からの(季節風)が吹く。
↓大陸から吹き出してくる(冷た)く(乾燥)した空気は、日本海をわたってくるときに、(熱)と(水蒸気)を受け取る。(=気団変質)
日本海には(すじ)状の(積雲列)が生じるのが、気象衛星画像でよくわかる。
この空気が日本の脊梁山脈を越えるとき、
日本海側で・・・・・・(雨)や(雪)を降らせ、(雷)を起こす。
太平洋側では・・・・(乾燥)した(下降)気流となるので、
(からっ風)が吹き、(晴れた)天気が続く。
寒気
暖気
B 春のあらし
日射量が増えて気温が上昇してくると、シベリア高気圧が弱まり、西高東低型気圧
配置がくずれてくる。
冬の間に南下していた偏西風がしだいに北へ移動して、(低気圧)が(日本海)を通
過するようになる。
南から(暖か)い空気が流れ込み、まだ(冷た)い大陸起源の空気とぶつかる
ことにより、(温帯低気圧)が急速に発達し、低気圧に向かって、(暖か)く(強)
い(南)よりの風が吹きこむことがある。
立春以降に最初に吹くこのような風を(春一番)という。
この時期に日本付近を通過する温帯低気圧が強く発達すると全国的な荒天となる。
これを(春のあらし)という
特に、温帯低気圧に伴う(寒冷前線)の周辺では、(積乱)雲の発達によって、
(落雷)(突風)(竜巻)(雹)(短時間大雨)などのはげしい気象現象が起きやす
い。
【地学基礎】復習プリント No.31
◎ 温帯低気圧の構造
・北側の寒気と南側の暖気が接する状態は(不安定)である。
↓
・自転する地球上でこの不安定が解消される動きが温帯低気圧である。
寒気 暖気
寒気
暖気
・温帯低気圧が西から接近してきて、東へ通過していくときの、雲や気象状況の変化
のパターンをまとめてみよう。(左ページのB-B’のライン上を考える)
西の方から、
上層雲(巻雲・巻積雲・巻層雲)がやってきて
しだいに、高積雲や高層雲
温暖前線が来て、乱層雲により、長時間の穏やかな雨
暖気域に入っていったん晴れる
寒冷前線が来て、
積乱雲による雷や驟雨(しゅうう)
寒冷前線が通過すると、
風向が、南西よりから北西よりに急変し、気温が下がる。
C 周期的な天気の変化
春には、(偏西風)の影響により、(温帯低気圧)と(移動性高気圧)が交互に西
から東に通過するため、日本付近の天気は3~5日程度で周期的に変化するようにな
る。
温帯低気圧の通過直後は、(北)から(冷たい)空気が流れ込む。
高気圧は晴天をもたらす。高気圧の西側では、(南から暖か)い空気が流れ込む。
次の温帯低気圧が接近すると、上層雲から広がり始める。
【地学基礎】復習プリント No.32
第2節.夏から秋の気象
夏には、偏西風は日本の(北)に移動し、日本は(北太平洋高気圧)に覆われる。
A 梅雨 6~7月、日本付近は(停滞前線)の影響で(梅雨)となる。↓
これを特に(梅雨前線)という。
・梅雨前線は、北側の(オホーツク海高気圧)と南側の(北太平洋高気圧)の間で発生。
・梅雨前線に向かって(南西)の方から、(温暖)で(湿潤)な空気が流れ込んで降水となる。
・梅雨の末期には、フィリピン海方面から特に高温多湿な空気(=湿舌)が流れ込み、豪雨災害をもたらすことがある。
・(北太平洋高気圧)が発達して日本を覆うようになると、(梅雨明け)となる。
・夏に、オホーツク海高気圧が発達すると、東北日本の太平洋側に、北東から
(冷たく)く(湿っ)った風(=「やませ」という)が吹き、
(日照不足)や(冷夏)をもたらすことがある
B 夏の気象 偏西風が北上して日本を(北太平洋高気圧)が覆う。
↓
気圧配置は
(南高北低型)と
なる。
よく晴れて日射が強
く、南から温かく湿
った空気が流れ込ん
で(積乱)雲が
発達しやすい。
C 台風 北太平洋西部の海上で発達する熱帯的圧のうち、
(最大風速)が(17m/s)を越えたもの。
・活発な積乱雲を伴う低気圧の渦で、中心付近で雨や風が強い。
・下層では、(反時計)まわりに渦巻きながら中心に風が吹き込み、
上層では、(時計)まわりに渦巻いて中心から風が吹き出す。
台風のエネルギー源は 上昇気流で水蒸気が凝結し放出される 「潜熱」
・強い台風では、中心に(目)と呼ばれる雲のない領域が生じ、
ここでは(下降)気流となっている。
・台風の進路は、北太平洋高気圧の西縁をまわるので、北太平洋高気圧が弱まる 8 月
後半から 9 月前半に、偏西風にのって日本に来るコースになりやすい。
D 秋雨 北太平洋高気圧が弱まり、大陸からの冷涼な(高気圧)が南下↓
日本付近に停滞前線(秋雨前線)ができて、秋雨の時期となる。
10 月中旬になると秋雨前線が南方へ。↓
(温帯低気圧)と(移動性高気圧)が交互に通過して、
天気が周期的に変化
E 木枯らし 冬が近づくと、日本を通過した低気圧が
東海上で発達しやすくなる。
大陸が冷え始め、(高気圧)が発生しやすくなる。
↓
一時的に(西高東低型(冬型))の気圧配置となって、強い北風が吹く
(木枯らし)という。
【地学基礎】復習プリント No.33
第4部 宇宙の構成 第1章 太陽系と太陽
第1節.太陽系の天体A 太陽系の姿 + B 惑星の特徴
太陽系の天体の距離などをあらわすのに適した単位
1[天文単位] :定義(地球と太陽の平均距離)
= 1.5億 [km]
惑星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
太陽から0.39 0.72 1 1.52 5.20 9.55 19.22 30.11
の距離
地球型惑星 木星型惑星
半径 小 半径 大
質量 小 質量 大
密度 大 地球5.5 密度 小 土星0.7
3.9~5.5 0.7~1.6
表面 岩石 表面 ガス
自転周期 長い(ゆっくり) 自転周期 短い(はやい)
扁平率 小(0に近い) 扁平率 大
衛星の数 少ない 衛星の数 多い
リング ない リング ある
大気の組成 CO2 N2 大気の組成 H2 He CH4(原始太陽
(微惑星からの脱ガス) 系星雲のガス捕獲)
① (クレーターに覆われた)水星
↑これは(小天体)の(衝突痕)
・水星にこれらの古い地形が残っている理由
大気や液体の水がないため、風化や侵食が
されていない
② ( 高温の )金星
・金星の大きさは、地球と(ほぼ同じ)・自転が遅く、扁平率が小さい。・金星の大気
主成分は(二酸化炭素)
気圧は(90気圧)
・金星の雲は( 硫酸 )でできている。・ 金星が高温である理由
金星の表面温度は約(460)℃ ←太陽に近い強烈な温室効果
③ 地球と月 ・月は地球型惑星では最も(大き)な(衛星)
・月の表面には(クレーター)
これが多い部分は、(白)っぽく、(陸)という。
少なく平坦な部分は、(黒)っぽく、(海)という。(玄武岩質)
・月のこれらの地形は約(30億)年前までにできたもの。
④ ( 水があった )火星
・火星は
(自転周期)と(自転軸の傾き)が地球と
似ている。 ↓
(季節の変化)がある。・火星の大気
主成分は(二酸化炭素)
気圧は(1/170 気圧) → このため、わりと古い地形も残っている。
・火星の表面に見られるもの (クレーター) (巨大な火山)
(峡谷) かつて(水)が存在した
【地学基礎】復習プリント No.34
⑤ ( 最も大きな惑星の )木星 :(太陽)になりそこねた惑星
半径は地球の約(11)倍
質量は地球の約(320)倍
木星の質量の 99 %以上が
(水素)と(ヘリウム)↓
(太陽)の元素組成とほぼ同じ
・表面の( 縞 )模様・・・大気の流れ
( 大赤斑 )・・・大気の渦
・ガリレオは木星のまわりに( 4 )個の(衛星)を発見した。
・ボイジャー 1 号は、木星に( リング )があることを発見した。
⑥ (明るいリングをもつ)土星
・土星の密度(=0.7g/cm 3)( 水より小さい密度 )
・土星の主成分 :(水素)と(ヘリウム)
・土星のリングの正体:(氷)と(岩石)が(公転)している。
・土星のリングの厚み:(数十~数百 m)幅は7万km
⑦ 天王星 ・天王星は、双眼鏡くらいで十分に見える。
・色は青緑。
・1977 年にリングが発見された。
天王星の軌道運動の特徴
天王星の赤道面は(公転面)に対して
(90°以上傾いている)。
⑧ 海王星 ・海王星は青い。
・探査機により、(縞)模様や(黒斑)が発見。
→大気の運動が(激しい)ことを示す。
惑星以外の太陽系の天体
① 小惑星 おもに(火星)と(木星)の軌道の間を公転する数多くの
小天体 = 惑星になれなかった小天体
地球に接近する軌道をもつものもある。
現在軌道のわかっている小惑星の数は(20万個以上)
最も大きい小惑星は(セレス(ケレス))
② 衛星 惑星の周囲を公転する天体
最大の衛星・・・(ガニメデ):2600km水星より大きい。
火山噴火の衛星・・・( イオ )
木星の衛星の数は(60個以上 )
③ 彗星
イオンの尾
コマ
核 塵の尾
太陽 太陽光線や太陽風によって、尾はつねに太陽
と反対方向にのびる
④ 太陽系外縁天体
(海王星)の軌道の外側を公転している小天体
太陽から冥王星の距離=約40天文単位
400 天文単位より遠いものもある。
冥王星は、衛星「カロン」をもつが、冥王星は月よりも小さい。
冥王星付近によく似た天体が多数発見され、冥王星は 2006 年に惑星から降格。
→(エッジワース・カイパーベルト天体)という。
→現在はこれらの天体を(太陽系外縁天体)という。
太陽系の天体の軌道や運動の特徴
・太陽系天体のほとんどが、地球の公転と同じ方に回転
・公転面も地球の公転面に近いものが多い。
(いずれも、原始太陽系星雲の回転が反映している)
【地学基礎】復習プリント No.35A 惑星の誕生 今から約(46億)年前 ほぼ同時期に誕生した。
星間物質の ・ガスや固体微粒子
濃密な部分 ・主成分は、(水素92%)と(ヘリウム8%)↓
原始太陽 と 原始太陽系星雲(円盤状) 円盤状になるのは原始太陽の引
力などによるので、原始太陽の方
↓ がやや先にできた固体成分からできた円盤 固体微粒子も円盤に
集まってきた↓崩壊
微惑星 直径は 1~10km程度多数
↓衝突・合体
原始地球 や ほかの原始惑星
・太陽に近い領域 火星くらいの大きさの、岩石を主成分とする原始地球型惑星 惑星が20個ほど
さらに原始惑星どうしが衝突
・太陽から遠い領域 微惑星の主成分が、岩石+氷木星型惑星 →原始惑星が大きかった(重力が大)
→多量のガスを捕獲してさらに大きくなった↓
原始地球の大気
水蒸気 二 酸 化 窒素Heと水素分子 炭素
岩石 ↓ ↓
金属 Heと 海になっ とけて 現在も
氷 金 た 石灰岩 残る
岩石 属水 金星は、(太陽に近い)ので、
素 水蒸気 二 酸 化炭素
↓ たくさん残った宇宙へ
火星は、(小さく、重力が小さい)ので、
(十分な大気を保持できなかった)。
地球に生命が誕生した要因を2つ
・太陽の明るさが適当 ・太陽からの距離が適当・地球の大きさは適当
第2節.太陽半径 70 万 km
A 太陽の概観 密度は地球より
(1)可視光線(白色光)で観測する太陽 ( )。
光球 ・・・可視光線を放射して 東 西
いる太陽の表面
表面温度は(6000)[K]
厚さは(500km)
※ 絶対温度 T[K]摂氏温度 t[℃] の関係は、
太陽の自転周期は
T=t+273 (赤道)の方が短い。
周辺減光 ・・・どの方向から見ても、太陽の中央付近が(明る)く、
周辺部が(暗)く観測される現象のこと。
その原因は、太陽が(ガス球)であるから。
粒状斑 ・・・光球にみられるこまかなつぶつぶの模様。
その一つひとつが(対流)。
黒点 ・・・光球に現れる黒い模様。大きさは(1000~数万)km。
まわりよりも温度が(1500~2000)K ほど温度が低いため、まわりよりも黒く見えている。(本当は光っている)太陽内部から磁力線がねじれて漏れ出している現象。
(2)皆既日食で観測される太陽の周辺の現象
彩層 ・・・光球を取り巻く、(ピンク)色の薄い層。
(水素)が特有の赤い光を放射している。
=波長が 656nm で、(Hα線)という。
プロミネンス ・・・彩層から吹き上がる炎のような(赤)い色のガス。
(紅炎) 太陽の磁力線に沿って現れる。
コロナ ・・・太陽の周辺に大きく広がる(真珠)色のガス。
温度は約(200万K)。
水素やヘリウムの原子が電離して、加速されて宇宙空間に
流れ出している現象。→この粒子の流れを(太陽風)という。
太陽の直径は地球の( )倍109
小
【地学基礎】復習プリント No.36
(3)Hα線で観測される現象 (波長が 656nm = 0.656 μ m の赤い光だけを通すフィルターを用いて太陽を観測する)
① 彩層② プロミネンス
③ フィラメント ・・・彩層に現れる暗いすじの模様。
(暗条) その正体は(プロミネンス)と同じ。周囲が明るいため相対的に暗く見えているだけ。
④ プラ-ジュ ・・・黒点があるような活動領域で、部分的に明るくなっている現象。
⑤ ・・・黒点があるような活動領域で、突然明るく輝き
フレア 出す爆発的な現象。太陽コロナの一部が数千万度に熱せられる。Hα線だけでなく、紫外線や
X線も強く放射。(太陽風)の粒子数や速度が増す。
B 太陽の活動とエネルギー
◎ 黒点の変化 初めは小さな点。大きく成長することもある。黒点の平均寿命は 10 日くらいだが、2 ヶ月ほどのものもある。
・黒点の移動・・・太陽が(自転)していることを示している。↓
その周期は太陽面の緯度によって異なり、
赤道部分で約(27)日、高緯度で 約(30)日
・黒点の数の変化・・・黒点数の変化の周期は約(11年)。
黒点の多いときは、太陽の活動が(活発)。
→この時期を(極大期)という。黒点の少ないとき
→この時期を(極小期)という。
◎ 太陽活動の地球への影響
太陽表面でフレアが起こり、強い(X線)や(紫外線)が発生すると、
これらが、約(8分)後に地球に到達する。 1.5 億 km / 30 万 km/s = 500 秒
↓
大気圏の上層部(熱圏など)の気体を電離させるなどの影響
↓
(通信)障害が起きる = デリンジャー現象 という。
フレアが発生して、(1~数日)後には、平常時よりも粒子数が増えている
(太陽風)が地球に到達し、地球磁場に影響を与える。
↓
高緯度地方で、明るい(オーロラ)が発生する。
◎ 太陽の スペクトル ・・・電磁波を(波長)によって分けたもの。
可視光線の部分では(色)で分かれる。
太陽のスペクトル 連続スペクトルの中に、多くの暗線の特徴:
太陽のスペクトルに見られる暗線(吸収線)を フラウンホーファー 線 という。↓
・太陽の大気を通過する光が原子により吸収されて生じている。・原子によって吸収する光の波長(=色)が決まっている。
↓
暗線の波長を測定すると、 太陽大気の元素組成 がわかる!
◎ 太陽の元素組成 ≒ (太陽の元素組成 ) と考えられる。
この組成は他の恒星や星間ガスとほぼ同じ。
↓ → 太陽系は、銀河系のごくありふれた場所で誕生したと考えられる。
この組成は、 宇宙元素組成 と呼ばれる。
( 水素 )92% ( ヘリウム )8% その他 0.1%
◎ 太陽のエネルギー源
太陽の中心部の温度=(1600万K)
ここで、 核融合 によりエネルギーが発生。
↓ ( 4)個の(水素 )原子 → (ヘリウム)発生したエネルギーは、
(放射)・(対流)により表面に運ばれる。
【地学基礎】復習プリント No.37
第4部 宇宙の構成 第2章 恒星としての太陽の進化
第1節.太陽と恒星 「恒星」とは、(核反応)反応によって自ら輝く星。
A 星の明るさ (白色矮星は核融合はもはやおこさない)
1等星の明るさは、 5等級数字が小さくなるごとに、6等星の(100)倍 明るさが(100倍)になる。
・1等級数字が小さくなるごとに、明るさが(2.5倍)になる。
・4等級数字が小さくなると、 40倍
距離とみかけの明るさの関係みかけの明るさは、(距離の2乗)に(反比例)する。
B 恒星の色
スペクトル型(発展) O B A F G K M
恒星の色 青 青白 白 黄白 黄 橙 赤
恒星の表面温度 高温 低温
恒星の例 (リゲル) (太陽) (ベテルギウス)
<発展> 「HR図」
恒星の本当の明るさ(絶対等級で表す)と色の
相関関係を示した図。
<発展>「絶対等級」:恒星を基準とする距離から
みたときに見える明るさの等級
グループ ① 主系列星 ② 赤色巨星 ③ 白色矮星
どのような 青いほど明るく
恒星 赤いほど暗い(太陽など) (ベテルギウスなど)(シリウスBなど)
温度 色によりいろいろ 低温 高温
大きさ ふつう 大きい 小さい
第2節.太陽の誕生と進化
A 太陽の誕生
◎星間物質と星間雲
星間ガス(おもに水素)星間物質
固体微粒子(ケイ酸塩・石墨・氷)
星間雲 とは、星間物質が周囲よりも密に分布
散光星雲 例 オリオン大星雲星間雲
暗黒星雲
◎原始星から主系列星へ
星間雲の密度の高い部分
(重力)により収縮
原始星 ・・・温度が高くなり始めて赤外線や光を放射し始める。
周囲にはまだ多くのガスがあり、外からはまだ見えない
Tタウリ型星 ・・・さらに周囲のガスを重力で集めて成長。
周囲のガスがなくなって、宇宙空間に光を放射し始める。
この段階は、(核融合)が起こる直前の段階である。
主系列星 ・・・中心部の温度が(1000万)K以上に達し、
(核融合)が始まった段階。
安定して、長時間この段階がつづく。
現在の太陽も主系列星で、その寿命のなかばにある。
【地学基礎】復習プリント No.38
B 太陽の進化
主系列星 ・・・① 水素がヘリウムに変わる核融合が安定して続く
高温の青い星ほどエネルギー放射が強いため、寿命が(短い)
太陽の寿命(主系列星でいる期間)は約(100億年)。
現在の太陽は人生なかば
やがて、ヘリウムが増加して、ヘリウムだけの核ができる。
すると、核融合反応が起きる場所は、
He の核の周囲の球殻状の部分になる。
=
② という。
こうなると、太陽は不安定な状態となって、太陽の外側が
(膨張)し始め、(表面温度が低)くなる。
赤色巨星 ・・・・・ (赤)くて(大き)い星
一方で、He の中心核は、核融合反応が起こらないので
重力によって(収縮)し、温度が(上昇)する。↓
中心核の温度が1億 K を越えると、
③ が始まり、
↓
(炭素C)や(酸素O)などの元素が作られる。
再び、不安定となって、太陽は(膨張)する。
太陽が赤色巨星となって10億年後、
太陽は、(地球軌道)の近くまで膨張。
外層のガスを放出
惑星状星雲
白色矮星 ・・・・・ 中心部には、(高)温の小さな天体が残される。
④ 、冷えて暗くなっていく。
原子太陽の誕生から 120 億年後のことである。
He
H
水素殻燃焼
ヘリウムの核融合
もはや核融合をおこさず
太陽の内部の変化の模式図
(中心部) 水素殻燃焼 Heの核融合
(中心部)
H
主系列星 赤色巨星 白色
矮星
発展 太陽の7倍以上の質量をもつ恒星は、さいごに(超新星爆発)
第4部 宇宙の構成 第3章 銀河系と宇宙
第1節.銀河系とまわりの銀河 天の川=(われわれの)銀河
1609 年 ガリレイは、「天の川は、多数の(恒星)の集まり」であることを発見。
銀河系に存在するもの・・・ (2000億)個の恒星
主として(水素)からなる星間ガス
固体微粒子などのなどの星間物質
H
HeHe
C,OHe
H
C,O
【地学基礎】復習プリント No.39 アンドロメダ銀河(渦巻き銀河)
A 銀河系の構造バルジが棒状 ディスクが渦巻き構造 の棒渦巻き銀河 局部銀河群
(銀河数約30個)
散開星団 球状星団
恒星の数 数百個 100万個
恒星の特徴 青 若い 赤 古い
例 プレアデス M80近くに
大小 存在場所 円盤部 ハロー 円盤部も
マゼラン雲(不規則銀河)
B 銀河系のまわりの銀河
銀河の形 ①渦巻き銀河 ②棒渦巻き銀河 ③楕円銀河 ④不規則銀河
銀河系は三連銀河 ※ 南半球では肉眼で見えている
銀河系のごく近くにある銀河・・・(大マゼンラン雲)と(小マゼラン雲)↓
銀河系を含み、
局部銀河群 (アンドロメダ銀河)や(M33)とともに
総数30個ほどの銀河のグループ
銀河群 銀河団
数十個の銀河から 数百~数千個の銀河からなるグループ なるグループ
超銀河団 ・・・フィラメント状に銀河が連なった構造がよく見られる。
これらの分布→「宇宙の(大規模構造)」=(泡構造)がわかってきた。
超銀河団のあるところ・・・特に3億光年の距離の所に(グレートウォール)
銀河が極端に少ない空洞部分・・・(ボイド)
宇宙の大規模構造は、現時点で、(80億)光年の距離のあたりまでわかっている。
円盤部
(ディスク)ハロー
7.5万光年
5万光年
太陽
3万光年
バルジ
半径1万
光年
230万光年
B 膨張する宇宙
ほぼすべての銀河は、(われわれから遠ざかる)運動をしている!
↓ しかも遠方ほど大きな速度で
宇宙空間が 膨張している
過去にさかのぼれば、 ↓
(137億)年前に、宇宙は「点」であった
・われわれが観測可能な宇宙の距離は、
(光の速さ)×(137億年)
= 3.0 × 10 8[m/s]× 137 × 10 8× 365 × 24 × 60 × 60[s]
この距離を(宇宙の地平線)という。
C 宇宙の誕生 (ビッグバン)モデル
137億年前 火の玉宇宙 ・・・超高温、高密度
物質の歴史 ① 最初に 素粒子 が誕生
(約3分間)
③
② 陽子や中性子 He原子核
陽子 中性子 He原子核 電子
(光の直進を遮っていた)
38万年後
遠くが見通せる
H原子 He原子 この現象を 宇宙の晴れ上がり
という。
【地学基礎】復習プリント No.40
第5部 自然との共生 地球環境と人類
地球にだけ生物が存在してきた理由
① 適度な量の( 大気 ) ( 太陽からの距離 )と
← ( 地球の大きさ ) が
② ( 液 )体の( 水 ) 適当だったため
地球の歴史における寒冷化による生命の危機
・先カンブリア時代に2回の(全球凍結)・・・(23)億年前と
(7.5~6)億年前
このほか、古生代後半の寒冷化(二酸化炭素の減少による)や
新生代の最近(70)万年間の、(10)万年周期の氷期・間氷期
自然の恩恵
・豊かな水・・・日本の年間降水量は(1700)mm
・金属資源・・・鉄鉱床のほとんどは、(先カンブリア時)代の(縞状鉄鉱層)
・石炭・・・・・・ほとんどは、(古生)代の(大型シダ植物)からなるもの
・石油・・・・・・ほとんどは、(中生)代に有機物が(大陸棚)に堆積したもの
日本の自然災害と防災
火山災害 ・1991年、(雲仙岳)の噴火・・・・(火砕流)による災害
・1983年、(三宅島)の噴火・・・・(溶岩流)による災害
・2000年、(三宅島)の噴火・・・・(火山ガス)による災害
・積雪の火山が噴火すると・・・・(火山灰)の混ざった(泥流)が発生
・火山灰は(偏西)風により火山の(東)側の広範囲に被害をもたらす。
地震災害 強い地震動(土地の揺れ)→(隆起・沈降)、倒壊、崖崩れ、(液状化)
・1995年、(兵庫県南部)地震
・2008年、(岩手・宮城内陸)地震
・1923年、(関東)地震・・・・地震後の火災
津波 地震に伴い、(海底)で急激に大規模な地盤の(隆起や沈降)が起
こると、津波が発生する。
・津波の周期は(数十分) 波長は(数百km)
・2004年、スマトラ島沖地震・・・・高さ25mの津波
・2011年、(東北地方太平洋沖)地震・・・・津波による大災害
・さきに海面が低下してから押し寄せることがある。
・第2波、第3波が押し寄せることがある。
・(リアス式)海岸では、湾の奥で高い波になることがある。
・地震発生の数時間後に押し寄せることがある。
気象災害(日本) 日本は大陸東岸の偏西風帯に位置し、季節変化が大きい。
・冬~春 大陸に(シベリア高)気圧
これが発達する理由: 吹き出す風がヒマラヤ山脈やチベット高原に
遮られるため
日本列島に強い(北西)からの(季節)風が吹く。
(対馬)海流の海水から大量の(水蒸気)を受け取り、大雪。
春先、(日本海)で温帯低気圧が急発達して強い(南)からの風が吹
くことがある。→船の遭難や山岳部で(雪崩)が発生。
・梅雨~秋 6月頃、上空の(ジェット気流)がヒマラヤ山脈で2つに分かれ
日本の北で合流し、(オホーツク海高)気圧を形成する。
これと(北太平洋高)気圧の間に(梅雨前線)を形成する。
オホーツク海高気圧が衰えないと冷夏となる。
秋の初めにも(秋雨前線)ができる。
秋の初めは台風が日本に近づきやすい。
・大雨の災害 前線に南からの暖湿気流の流入で大雨になりやすい。
・台風による災害 台風の進路・・・・6月頃は大陸の方へ。8月~9月に日本。
暴風雨による被害
高潮が発生する要素 ①(気圧低下による吸い上げ)
②(風による吹き寄せ)
さらに(満潮)が重なることも。
火山防災 噴火の可能性のある日本の火山の数は(108)。
そのうち(3)分の1の火山では活動状況を監視。
監視方法:(地震計)、(GPS)、(傾斜計)、(望遠カメラ)
マグマだまりからマグマが上昇してくると、山体の膨張による傾斜の変化
などの地殻変動がおこる。これをGPSなどで検出する。
火山性地震や火山性微動からマグマの移動を把握する。
火山ガスの放出量から噴火を予測する、など。
地震防災 事前予知は難しいが、(東海)地震については集中的な監視がされている。
日本の(100)カ所以上に地震計が設置。GPSによる地殻変動の観測も。
気象防災 (アメダス)・・・・自動気象観測
(気象レーダー)・・・・(数km)程度のスケールの降水域をとらえる。
各種防災のためのマップ・・・(ハザードマップ)
【地学基礎】復習プリント No.41
人間生活と地球環境の変化
①オゾン層の破壊(1980)年代以降、(南極)上空に、(春(9月~10月))の頃に、オゾン濃度の低い部分(=オ
ゾンホール)が出現するようになった。
原因は、人工物質の(フロン)・・・・(冷蔵庫の冷媒)や(スプレー)などに使用され
ていた。
オゾン層破壊のしくみ
(フロン)が(成層)圏に達すると、(太陽の紫外線)によって(塩素)が分離 し、こ
れがオゾンを分解する触媒のはたらきをする。
とりくみ フロンを使わない、回収する取り組みで大気中のフロンの増加は止まっ
た。ただし、まだ大気中には残る続けているので、消滅に50年かかる。
②地球温暖化最近100年、気温が上昇し続けている。
(二酸化炭素)の増加とよく傾向が一致している。
この原因は、人類による(化石燃料)の消費。
くわえて、(森林)の減少も。
なお、二酸化炭素濃度は、植物の働きにより(夏)季に減少し、(冬)季に増加する。
↓
極小は(秋)、極大は(春)
日本は、(植物の活動が活発な)ので、二酸化炭素濃度の季節変化が(大き)い。
③酸性雨 雨水はふつう、(弱酸)性である。・・・・pH=(5.6)
理由:(二酸化炭素が溶け込んでいる)から。
酸性雨とは、pHが(5.6以上)の雨をいう。
酸性雨の原因:(石炭や石油の燃焼)によって発生する
(硫酸)の微粒子や、(硝酸)、(塩化水素)など
④森林破壊と砂漠化
砂漠化の原因:(乾燥)地域での過度の(放牧)や(伐採)がいっそうの乾燥化をも
たらす。
砂漠化がもたらすもの・・・その地域の日射の反射率が(大き)くなる。
土壌の水分量が減少する・
↓
地球のエネルギー収支や水の循環に影響
⑤水・大気の汚染
・人間が工業や農業、生活に利用できる形態の淡水は、水全体の0.01%
・日本は降水量が多いが、人口が多いので、一人あたりの使用可能な水は多くはない。
・工場や過程からの排水で、水が汚染されている。
・大気も自動車の排気ガスや工場からの排煙で汚染。一時期より改善。
⑥都市気候
・都市では、周囲より気温が上昇し(やす)い。・・・・(ヒートアイランド現象)
理由:人口の集中による大量の熱の放出
植物の減少による水の蒸発量の低下
建造物による蓄熱
・このため、都市部では(上昇)気流が発生しやすい。
↓
夏季には突然、(積乱)雲が成長するなど、突然の豪雨が発生。
・このほか、光化学スモッグ、日射量の減少、雲量の増加、ビル風など、都市に独特 の気
候が生じている。