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3地点の柱状図から地層の傾きを読み、次の地点を予想する

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3地点の柱状図から地層の傾きを読み、次の地点を予想する

ある地域で、東西に一直線に並ぶ3つの地点A、B、Cの地層を調べた。地点A(最も西、標高10m)、地点B(Aの東2km、標高8m)、地点C(Bの東2km、標高6m)である。どの地点でも、地表から順に砂層、火山灰層、泥層、れき層が重なっており、地層の上下が逆転したり、断層でずれたりしているようすは見られなかった。各層の厚さは場所によって変化している。火山灰層の上面までの深さは、Aで2.0m、Bで1.0m、Cで0.0m(火山灰層が地表に現れている)であった。泥層の上面までの深さは、Aで3.0m、Bで2.0m、Cで1.0mであり、れき層の上面までの深さは、Aで5.0m、Bで4.0m、Cで3.0mであった。地点Cのれき層からは貝の化石が、地点Aの泥層からは魚の歯の化石が見つかっている。この地域の火山灰層は1枚だけはさまれており、目印の層として利用できる。さらに、Bの東4kmにある地点D(標高4m)でも同じ地向きの地層が続いていると考え、ボーリング調査を行うことにした。

1. この地域の地層は、東西のどちらに向かって低くなるように傾いているか。火山灰層の上面の標高をそれぞれ求め、泥層・れき層の上面の標高も確かめたうえで、根拠を数値を挙げて説明しなさい。

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各層の上面の標高=地表の標高−上面までの深さ

地点 地表標高 火山灰層上面 泥層上面 れき層上面
A 10m 10−2.0=8m 10−3.0=7m 10−5.0=5m
B 8m 8−1.0=7m 8−2.0=6m 8−4.0=4m
C 6m 6−0.0=6m 6−1.0=5m 6−3.0=3m

判断

火山灰層の上面は A 8m → B 7m → C 6m と、東へ2km進むごとに1mずつ低くなる。泥層上面(7→6→5m)、れき層上面(5→4→3m)もまったく同じように東へ1mずつ低くなっている。

3つの層がそろって同じ向き・同じ傾きで低くなるので、この地域の地層は東に向かって低くなる(東に傾く)。傾きはおよそ 1m÷2000m=1/2000 である。断層でずれていないことから、堆積した後に地殻変動で一様に傾いたと考えられる。

2. 地点Dでボーリング調査をすると、地表からどのような層が現れると予想されるか。火山灰層と泥層の上面の標高を計算し、削られている層があるかどうかも含めて説明しなさい。

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標高の計算

地層は東へ2kmごとに1m低くなる。DはBの東4kmなので、Bより2m低い。

  • 火山灰層の上面の標高:7m−2m=5m
  • 泥層の上面の標高:6m−2m=4m
  • れき層の上面の標高:4m−2m=2m

Dの地表は標高4mなので、次のように判断できる。

  • 火山灰層の上面(5m)は地表(4m)より1m高い。つまり火山灰層はもともとあったが、地表より上だった部分が削られて存在しない。
  • 泥層の上面(4m)は地表の標高とちょうど一致する。

予想されるボーリング結果

地表に泥層が現れ、その下にれき層(上面の标高的2m、深さ2m)が続く。砂層と火山灰層は削られていて存在しない。

(火山灰層が残っているかどうかは、地層の傾きと地表の高さの関係から決まる。同じ地向きでも、東へ行くほど地表の高さが低ければ、上の層から順に削られていく。)

3. この地域の過去のようすを、化石と地層の重なり方から説明しなさい。また、火山灰層が目印の層として役立つ理由を書きなさい。

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化石からの判断

  • 地点Cのれき層から貝の化石 → 貝は海にすむ生物なので、れき層が堆積した当時、この地域は海であった。
  • 地点Aの泥層から魚の歯の化石 → 泥層が堆積した当時も海であり、魚がいた。

地層の重なりからの判断

上下が逆転していないので、下の層ほど古い。下から順に、れき層 → 泥層 → 火山灰層 → 砂層となる。

  • れきは流れの強い浅い海や河口付近に、泥は流れの弱い沖合いに堆積する。下がれき、上が泥なので、海がしだいに深くなっていったと考えられる。
  • その上に火山灰層が重なる。火山灰は噴火によって広い範囲に一気に降り積もるので、この時期に近くの火山が活動したことがわかる。
  • 最後に砂層が重なるので、ふたたび浅い海や沿岸の環境になったと考えられる。

目印の層として役立つ理由

火山灰層は、噴火という短期間に広い範囲へほぼ同時に降り積もるため、離れた地点でも「同じ時期にできた層」として対応づけられる。この地域でも1枚しかはさまれておらず、A・B・Cの3地点で同じ層を追うことで、地層の傾きや削られ方を読み取ることができた。