シラス台地の崖--断層と土器をどう順序づけるか
鹿児島市郊外のシラス台地で、道路工事のために高さ12 mの崖の断面が現れた。地表から順に、黒っぽい腐植土の層(厚さ約1 m)、軽石を多く含む白っぽい火山灰の層(シラス、厚さ約8 m)、貝の化石を含む砂岩の層(厚さ約3 m)が見られた。砂岩の層は、崖の東側では谷底近くまで続いているが、西側では見られない。また、崖の中央を斜めに切る断層があり、腐植土の層も火山灰の層も、断層に沿って上下にずれている。断層の面には、ずれの方向を示す条線がついていた。さらに、腐植土の層の中からは、縄文時代の土器の破片が見つかった。砂岩の層から出た貝の化石は、現在この付近の海にはすまない種類だった。この地域の火山灰層は、軽石の形や色から桜島起源と考えられているが、給源を直接示す証拠はまだ見つかっていない。生徒は「下にある層ほど古い」というきまりだけで全体の順序を決めようとしたが、断層と土器をどう扱うかで意見が分かれた。
1. この崖で起こったできごとを古い順に並べ、それぞれの根拠を述べよ。また、土器と断層の新旧はこの情報だけで決められるか、理由を添えて答えよ。
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古い順に、砂岩層の堆積、火山灰(シラス)の降下と堆積、腐植土の形成、断層によるずれ、となる。根拠は、下の層ほど先に堆積したという重なりの順序である。砂岩層に貝の化石が含まれることから、当時そこは海であり、その後火山灰が降り積もって海が浅くなったか陸になったと考えられる。腐植土は植物の遺体が分解してできた土で、地表で長い時間をかけて形成された。断層は腐植土の層まで切ってずらしているので、少なくとも腐植土ができたより後である。土器は腐植土の中から出たが、断層に切られているかどうかが示されていない。土器を含む層を断層が切っていれば断層が新しいが、切っていなければ新旧は決められない。
2. 西側で砂岩の層が見られない理由として考えられることを2つ挙げ、それぞれを確かめるにはどのような調査をすればよいか説明せよ。
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1つは、西側でははじめから砂岩層が堆積しなかった、または堆積しても侵食されてしまったという可能性である。もう1つは、断層で砂岩層が深くずり下がり、崖の断面に現れないという可能性である。確かめるには、西側でボーリング調査を行って地下の層を調べる方法がある。断層のずれの向きと量を、条線の向きや両側の層の対応から読み取ることも有効である。さらに、周辺の複数の崖で同じ層を追い、層が続いているか途切れているかを調べれば、堆積しなかったのか、ずれたのかを区別しやすくなる。東側で谷底近くまで砂岩層が続いているという事実は、西側の欠如が全体の堆積環境の違いだけでは説明しにくいことを示している。
3. 「このシラスは桜島の噴火でできた」と主張するために、この断面から得られる証拠と、不足している証拠を述べよ。また、腐植土から出た土器は何を明らかにするのに使えるか。
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断面から言える証拠は、軽石を多く含む火山灰の層が厚く広く分布していること、粒の形や色が火山噴出物の特徴を示すことである。しかし、噴出した火山を特定するには証拠が不足している。軽石の火山ガラスの成分を桜島の噴出物と比べる、年代を測定する、分布の広がりと層の厚さから給源の方向を推定する、といった調査が必要である。土器は、腐植土が縄文時代には地表にあったこと、つまりこの場所が縄文時代に陸地であったことを示す。また、土器を含む層を断層が切っていれば、断層の活動が縄文時代より後であることの手がかりになる。土器は地層の年代を直接測るものではないが、できごとの前後関係を決める材料になる。