地球と宇宙 - 地震・地層・月の満ち欠け・季節
地球と宇宙では、地球内部の構造、プレートの動きと地震・火山、地層と岩石の変化、月の満ち欠けと日食・月食、惑星の配列、恒星の日周運動と年周運動、季節の変化が問われる。空間的な配置を図で捉え、時間の経過とともにどう見えるかを考える。
地球内部と地震・火山
地球は地殻・マントル・外核・内核からなる。地震ではP波が先に届いて小さな揺れ（初期微動）を起こし、S波が後から大きな揺れを起こす。震源距離が遠いほど初期微動継続時間は長くなる。震度は揺れの強さ、マグニチュードは地震の規模で、別の指標である。マグマが冷えて固まった岩石を火山岩といい、冷え方によって斑晶の大きさが変わる。地層は風化・侵食・運搬・堆積を経てでき、化石から過去の環境を推定できる。
月と惑星、星の動き
月は新月→上弦→満月→下弦の順に満ち欠けし、約29.5日で一巡する。満ち欠けは太陽・地球・月の位置関係によるもので、地球の影に入る月食とは区別する。太陽系の惑星は太陽から水星・金星・地球・火星・木星・土星・天王星・海王星の順に並ぶ。恒星は地球の自転により日周運動し、公転により年周運動する。季節の変化は地球と太陽の距離の変化ではなく、地軸の傾きによって太陽の高度と昼の長さが変わるためである。
例題
P波が8km/s、S波が4km/sで伝わり、初期微動継続時間が6秒だった。震源距離をdとすると、d/4−d/8=6。d/8=6よりd=48km。速いP波と遅いS波の到達時間差が、距離に比例して大きくなることを利用する。
失点しやすい点
震度とマグニチュードの混同、月の満ち欠けを地球の影によるものと考える誤り、季節の原因を太陽との距離とする誤りが多い。月食は満月のとき、日食は新月のときに起こり得る。P波とS波の速さの違いを逆にしない。