【小6理科】土地のつくりと変化を図解で総まとめ—地層・化石・火山・地震｜武蔵野個別指導塾

地層の重なりと化石の読み取りから、火山・地震による変化までを図でたどります。地面の高さが違う地点のボーリング資料も、例題と練習で根拠を添えて読み取れます。

よくあるのは、学習発表会の練習の合間の音楽室で理科のプリントを見直し、「地層は下ほど古いなら、地面から深いところにある層は、別の場所の浅い層より必ず古いのかな」と手が止まる場面です。地層の重なりの順を覚えていても、場所を変えたとたん、何をそろえて比べればよいのかが見えなくなります。

土地のつくりを読むときには、縞模様の色を眺めるだけでは足りません。どのような粒が集まっているのか、化石は含まれているのか、同じ特徴の層がどこまで続くのかを順に調べます。今の土地の姿を手がかりに、以前に起きたことを考える学習です。

お子さまに説明を求めるときは、「答えは何か」に加えて、「図や資料のどこを見たか」を聞いてみてください。水が運んだ物と火山から出た物の違い、重なった後に土地が動いた証拠を区別できれば、知らない地層の図にも読み始める場所が見つかります。

この単元で身につけること

• 地層の材料と重なりを読み取ります。れき・砂・どろなどの違いを見て、層の境目がどこにあるかを確かめます。
• 流れる水による地層のでき方を説明します。けずられた物が運ばれ、流れが弱まった場所に積もる流れをつなげます。
• 火山灰からできた層を見分けます。地層の材料が、川の運んだ物だけとは限らないことを押さえます。
• 化石から昔の環境を考えます。生き物の種類とすんでいた場所を手がかりにし、資料だけでは決められないことも分けます。
• ボーリング資料を共通の高さで比べます。地面からの深さと、同じ基準から測った高さを区別します。
• 火山や地震による土地の変化を説明します。噴出物が積もる変化と、土地が持ち上がったりずれたりする変化を見分けます。

小5で学んだ流れる水のしん食・運ぱん・たい積は、地層のでき方を考える土台です。川の流れだけを見ていた視点を、運ばれた物が積もる海や湖の底へ広げると、この単元につながります。用語を別々に暗記するより、「何が、どこから、どこへ動いたか」を文にしてみると、でき方の違いがはっきりします。

基本の考え方

地層は、材料の違う層の重なりです

土地をつくる物には、れき・砂・どろ、火山灰、岩石などがあります。崖などで見える縞状の重なりを地層といいます。層によって粒の大きさや色が違うため、境目が見えます。ただし、見た目が同じ色でも材料が同じとは限りません。観察では、色に加えて粒の大きさや形、含まれている物も記録します。

れき・砂・どろは、粒の大きさで分けた呼び名です。この順に粒が小さくなります。砂とどろを「乾いている物とぬれている物」と分けるのは誤りです。水を含んだ砂もあれば、乾いたどろもあります。水分の量と粒の大きさを、別の特徴として見てください。

雨や川の流れる水が土地をけずるはたらきがしん食、けずった物を運ぶはたらきが運ぱん、運んだ物を積もらせるはたらきがたい積です。川から海や湖に入って流れが弱まると、運ばれてきた物が底に積もります。一般に大きな粒は先に沈みやすく、細かな粒は遠くまで運ばれやすいので、積もる場所にも違いが生まれます。

同じ場所でも、流れの強さや運ばれる物が変われば、積もる材料が変わります。れきが積もった後に砂、さらにどろが積もることもありますし、別の順になることもあります。「地層は必ず、下かられき・砂・どろの順」とは覚えません。層の並びは、その場所で起きた変化の記録です。

図1のように、れきの上に砂、その上にどろが積もった地層を考えます。積もった後に上下が逆になるなどの大きな変化がなければ、下のれきの層が先にでき、上のどろの層ほど後にできています。新しく運ばれた物は、そのときの底の上へ積もるからです。図の層の厚さは、実際にかかった時間の長さを表しているわけではありません。

地層が厚いから必ず長い時間をかけてできた、ともいえません。短い間に多くの物が運ばれる場合もあるためです。地層の図から読むのは、まず重なりの順と材料の違いです。年代や年数の情報がないのに、「何年前にできた」と数を付け足さないようにします。

化石とたい積岩は、昔のようすを伝えます

昔の生き物の体や、生き物が残した足跡などが地層の中に保存された物を化石といいます。貝殻や骨のような体の一部だけでなく、生活の跡も化石になることがあります。生き物が死ねばすべて化石になるのではなく、残らず失われる場合も多くあります。

海にすむ貝の化石が含まれる地層なら、その地層ができたころの環境を考える手がかりになります。特に、その場で生きていた状態に近い化石が多く見つかれば、そこが海だったと考える根拠になります。今は高い山の中であっても、地層ができたころから同じ高さだったとは限りません。地層ができた時期と、その後に土地が動いた時期を分けて考えます。

ただし、「貝の化石があるから、どんな場合も海」と決めるのは早すぎます。淡水にすむ貝もいるからです。また、植物の葉などは川で運ばれて海底に積もることもあります。問題に書かれた生き物のすみかや、化石の残り方を確かめてから判断します。資料に「海にすんでいた貝」とあれば、その情報を答案の理由にも使えます。

積もったれき・砂・どろなどが長い年月をかけて押し固められるなどしてできた岩石を、たい積岩といいます。主にれきからできたものはれき岩、砂からできたものは砂岩、どろからできたものはでい岩です。れき岩では大きな粒が、砂岩では砂の粒が見られます。でい岩は粒がとても細かく、粒を見分けにくいことが特徴です。

「地層」と「たい積岩」は同じ意味ではありません。地層は層の重なりに注目した言葉で、たい積岩はでき方による岩石の仲間の名前です。まだ固まっていない砂やどろの地層もあります。化石が入っていないたい積岩もあるので、「化石の有無だけで岩石名を決める」という読み方も避けます。

火山や地震も土地の姿を変えます

火山の噴火では、火山灰や溶岩などが地表に出ます。火山灰は、物が燃えた後の灰と同じものではなく、細かく砕かれた岩石などからなる物です。風に運ばれた火山灰が広い範囲に積もり、層になることがあります。火山灰などが固まってできた岩石をぎょう灰岩といい、これもたい積岩の仲間です。

火山灰は陸にも水の中にも積もります。したがって、火山灰の層があることだけで、そこが昔の陸か海かを決めることはできません。火山灰の層の上下にある層や化石も合わせて調べます。また、火山灰が見つかった場所がそのまま火口の場所とは限りません。風で運ばれることを思い出してください。

溶岩が流れたり、火山から出た物が積もったりすると、土地が新しくつくられたり、形が変わったりします。一方、地震に伴って、土地が持ち上がる、しずむ、横にずれるといった変化が起きることもあります。岩盤が割れ、その両側がずれたものを断層といいます。すべての地震で地表に大きなずれが現れるわけではありません。

長い時間をかけた大地の動きで、地層が傾いたり曲がったりすることもあります。平らに積もった地層が今は斜めに見えるなら、積もった後の変化を考える必要があります。水によるたい積、火山の活動、その後の大地の動きというように、原因を分けると土地の歴史を整理しやすくなります。

例題で解き方を確かめる

例題1　地層の順と岩石名を読み取る

ある地層を観察すると、下かられきの層、砂の層、どろの層が重なっていました。地層の上下は逆転していません。最も古い層はどれですか。また、砂の層が長い年月をかけて固まってできる岩石の名前を答えましょう。

1. 問題文の「下から」という言葉を確認します。上から並べた記録と取り違えないために、ノートでも下側から層の名前を入れます。
2. 上下が逆転していないという条件を確認し、下の層ほど先に積もったと考えます。材料の大きさではなく、実際の重なりができた順を示すからです。
3. 岩石名は、もとの材料から判断します。問われているのは砂が固まった岩石なので、砂岩になります。

答え：最も古いのはれきの層で、砂が固まってできる岩石は砂岩です。

もし下がどろで上がれきという並びでも、同じ条件なら下のどろが古くなります。「れきはいつも古い」という覚え方に置き換えないことが、この例題の確認点です。図1の順は一つの並び方であり、どの場所にも当てはまる材料の順ではありません。

例題2　化石を根拠に昔の環境を説明する

現在は陸地になっている場所の地層から、海にすむ貝の化石が多く見つかりました。その場所で生きていた状態に近い残り方をしています。この地層ができたころ、その場所はどのような環境だったと考えられますか。根拠も書きましょう。

1. 現在の環境と、問われている時期を分けます。質問は「できたころ」なので、今が陸地であることだけでは答えを決められません。
2. 貝のすみかと残り方を確認します。「海にすむ」「その場所で生きていた状態に近い」が、昔の環境と結びつく手がかりです。
3. 推定した環境と証拠を一つの文につなぎます。単に「化石があったから」では、何の化石が根拠なのかが伝わらないためです。

答え：海にすむ貝がその場で生きていた状態に近い化石として多く残っているので、当時は海だったと考えられます。

この資料から、海の深さや水温まで数値で答えることはできません。観察した事実より広い結論を急いで付け足さず、根拠に合った範囲で説明します。また、陸地になった原因を地震だけに決める資料もありません。「昔の環境」と「その後の変化の原因」は、分けて問われる場合があります。

例題3　ボーリング資料を同じ高さで比べる

ボーリングとは、地下に穴をあけて地中の試料を取り出すなどし、土地のつくりを調べる方法です。その結果を柱の形に整理した図では、地面からの深さと、その深さにある層の材料を読み取れます。地下全体をそのまま見た絵ではなく、調べた地点の記録であることも押さえます。

A地点の地面の高さは海面を基準に30 m、B地点は28 mです。Aでは地面から6 mの深さに、Bでは4 mの深さに、火山灰の層の上端がありました。どちらもこの層の厚さは2 mです。資料から両地点の火山灰は同じ噴火によるものとわかっており、その間の層は水平につながっています。火山灰の層の上端と下端の高さを、それぞれ求めましょう。

図2のように、海面を基準とする同じ高さを横にそろえて比べます。AとBの地面の線をそろえると、同じ高さの火山灰までずれて見えてしまいます。地面の線をそろえるか、共通の高さをそろえるかは、図を読む前に確かめたい点です。

1. 地面の高さから地面下の深さを引きます。地面から下へ進むほど、海面を基準にした高さは低くなるからです。Aの上端は30 − 6 ＝ 24 mです。
2. Bも同じ基準で計算します。28 − 4 ＝ 24 mとなり、両地点の上端の高さが一致します。深さの6 mと4 mを直接比べて、層の高さが違うと判断しないようにします。
3. 上端から層の厚さを引いて下端を求めます。24 − 2 ＝ 22 mです。図でも下端が上端より低い位置にあるかを確かめます。

答え：A・Bとも、火山灰の層の上端は高さ24 m、下端は高さ22 mです。

Aで下端までの深さを求めると6 ＋ 2 ＝ 8 m、Bでは4 ＋ 2 ＝ 6 mです。30 − 8と28 − 6が、どちらも22になることでも確かめられます。「厚さ」は上端から下端までの長さで、「深さ」は地面から目的の位置までの長さです。同じ層を扱っていても、どこから測った値なのかが違います。

実際の資料で離れた層を比べるときには、色が似ているだけで同じ層と決めません。粒の特徴、火山灰の特徴、上下に重なる層などを合わせて考えます。また、同じ層でも、後に土地が動けば高さが違う場合があります。この例題では「同じ噴火」「水平につながる」という条件が与えられているため、横につながる図として読めます。

例題4　観察と原因を対応させる

土地の変化について、次の記録がありました。記録アでは噴火の後、地表に新しい火山灰が積もっていました。記録イでは地震の直後、以前から続いていた道路にずれが生じ、地面に段差ができていました。それぞれの土地の変化を、記録の内容に沿って説明しましょう。

1. 増えた物があるのか、もとの土地の位置が変わったのかを分けます。アには新しく積もった火山灰があり、イには道路や地面のずれがあるからです。
2. アは火山から出た物が積もった変化として説明します。灰色という色だけで判断するのではなく、「噴火の後」という観察の記録も使います。
3. イは地震に伴って土地がずれた変化として説明します。段差を見ただけなら他の原因も考えられますが、ここでは地震の直後の記録が与えられています。

答え：アは噴火で出た火山灰が積もった変化、イは地震に伴って土地がずれた変化です。

火山も地震も土地を変えるので、名前だけを並べると区別しにくくなります。「新しい物が積もった」「もとの位置からずれた」と、目に見える変化を動作で言い表すと、原因との対応を説明しやすくなります。

つまずきやすいところと直し方

誤り1　どの地層も流れる水でできると考える

誤った書き方：「地層はすべて川が運んだ砂やどろでできる。」どこが違うかというと、火山から出た火山灰が積もってできる層を含められていません。地層という言葉は層の重なりを表すので、でき方を水のはたらきだけに限定しません。

正しい書き方：「地層には、流れる水が運んだれき・砂・どろなどが積もってできるものや、火山灰などが積もってできるものがある。」まず材料を確認し、その材料がどのように届いたかを考えます。火山灰の層と砂の層が一緒に見える場合も、別のはたらきで運ばれた物が重なったと考えれば整理できます。

誤り2　深さが同じなら同じ高さだと考える

誤った書き方：「AでもBでも地面から4 m下なら、同じ高さである。」どこが違うかというと、AとBの地面の高さが同じとは限らない点です。例題3の地面なら、Aで4 m下は高さ26 m、Bで4 m下は高さ24 mになります。

正しい書き方：「地面の高さから深さを引き、同じ基準からの高さに直して比べる。」図2の縦の目盛りは地面からの深さではありません。数が下へ向かって小さくなることも手がかりです。図の上に「高さ」、地面から下へ測る矢印には「深さ」と書き分けると、引き算の意味が見えます。

誤り3　ずれた地層を、別々に積もった層だと考える

誤った書き方：「左右で層の高さが違うので、必ず別の時期にできた層である。」どこが違うかというと、もとはつながっていた地層が、積もった後にずれた可能性を考えていません。同じ特徴の層が断層をはさんでどのように対応するかを見ます。

図3のように、もとはつながっていた層がずれた場合、左右の層は高さが違っても同じ層として対応します。この図では、それぞれの側で上から砂・どろ・れきという重なりを保っています。境目の線を追い、どの層同士が対応するのかを確かめます。

正しい書き方：「同じ地層でも、できた後に断層でずれると、場所によって高さが違うことがある。」図3は土地のずれ方を簡単に示した模式図で、ずれた量の実際の長さを示してはいません。図だけで地震が起きた日時や回数は決められません。対応する層の位置から読めることと、追加の記録が必要なことを区別します。

練習問題

練習1　重なりと岩石名

上下が逆転していない地層が、上から砂、火山灰、どろの順に重なっています。最も古い層を答えましょう。また、どろが長い年月をかけて固まってできた岩石の名前も書きましょう。材料の名前を先に暗記した順に並べ直さず、与えられた上下を使います。

練習2　化石からいえること

ある地層から貝の化石が見つかりましたが、その貝の種類やすみかはまだわかっていません。「貝があるから、この場所は必ず海だった」といってよいでしょうか。判断と、さらに調べたいことを書きましょう。今の土地が陸地かどうかとは、別の問いとして考えます。

練習3　層の上端と下端

P地点の地面の高さは32 m、Q地点は29 mです。同じ火山灰の層の上端が、Pでは地面から6 m下、Qでは3 m下にあります。層の厚さは両地点とも2 mです。高さはいずれも海面を基準としています。両地点それぞれの上端と下端の高さを求めましょう。

練習4　土地の変化を説明する

噴火の前にはなかった層が、噴火後に地表で見つかりました。調べると、その層は火山灰からできていました。この土地の変化を説明しましょう。また、「火山灰の層があるから、この場所が必ず火口だった」といえるかも答えましょう。

答えと解説

練習1の答え：最も古いのはどろの層で、岩石名はでい岩です。上から示された並びでは、どろが最も下になります。上下が逆転していないので、下の層が先に積もったと考えます。砂岩とでい岩の名前を混同した場合は、それぞれのもとの粒に戻って確かめます。

練習2の答え：必ず海だったとはいえません。貝の種類とすみかを調べます。貝には淡水にすむものもあり、化石の名前が「貝」とだけわかっていても、海に結びつける根拠が足りません。運ばれたものか、その場所で生きていた状態に近いものかという残り方も、調べる手がかりになります。

練習3の答え：P・Qとも上端は高さ26 m、下端は高さ24 mです。Pの上端は32 − 6 ＝ 26 m、Qの上端は29 − 3 ＝ 26 mです。それぞれ上端から厚さを引き、26 − 2 ＝ 24 mと求めます。地面からの深さが違っていても、同じ基準で測った高さは一致しています。

練習4の答え：噴火で出た火山灰が積もり、新しい層ができた変化です。火口だったとは限りません。火山灰は風に運ばれて離れた場所にも積もるので、「積もった場所」と「火山灰が出た場所」を分けて考えます。

次の単元へのつながりと家庭での確かめ方

地層に残された物から過去を考える方法は、今後、大地の変化や自然災害を学ぶときにも使います。観察した事実、そこから考えたこと、まだ決められないことを分ける姿勢は、天気や生き物の学習にも共通します。土地が変化するしくみを知ることは、身近な地域の地形や防災の資料に目を向ける入口にもなります。

家庭では、それぞれ5分を目安に、紙を使って確かめられます。一つ目は、保護者と一緒に違う色の紙を順に重ね、横から見える縁を地層に見立てる方法です。最後に重ねた紙がどこにあるかを見て、次に全体を少し傾けます。重ねた順が変わらないまま、見える向きが変わることを確かめます。紙は実際の粒の沈み方を表すものではなく、重なりの順を考えるために使います。

二つ目は、図2を見ながら、保護者が「Aの地面」「Bの地面」「火山灰の上端」を指し、お子さまが高さを読む方法です。その後、地面から上端までの深さも答え、同じ境目について高さと深さを言い分けます。数字を暗記するのではなく、どこを出発点として測ったかを口で説明できるか確かめてください。

個別指導では、層の読み取りが止まったら、まず「上から」と「下から」の言葉と図の対応まで戻って確認します。でき方の説明がつながらない場合は、小5の流れる水のはたらきに戻り、運ばれる物と積もる場所を結び直します。実物を見ようとして崖の下や工事現場に近づかず、家庭では写真や図を使って観察の順序を確かめます。

まとめ

地層の問題で答えが割れたときは、すぐに用語を言い直すより、見ている境目や粒を指してみてください。同じ図でも、一方は地面からの深さを、もう一方は海面からの高さを見ていることがあります。測り始める場所をそろえるだけで、考えの食い違いがほどける場合があります。

化石や断層についても、言い切れる範囲は資料の手がかりで決まります。地層を読めた証拠は、覚えた名前の多さではなく、その結論を支える境目を指させることです。