中学受験 理科 地層のでき方—粒の積もる順と柱状図から土地のつながりを読む｜武蔵野個別指導塾

粒の沈み方から鍵層を手がかりにした柱状図の対応まで、地表の高さに迷っても地層の順序をたどれます。

地層は、積もったものの重なりと、同じ時期に広がった目印を使って読みます。上下が逆転していない地層では、下にある層ほど古く、上にある層ほど新しいと考えます。

よくあるのは、地表の高さが違う2地点の柱状図（ちゅうじょうず）を、地表でそろえて同じ層を結んでしまう小6の場面です。地表は後からけずられることもあります。まず目印となる層を探し、その上下に何が重なるかを確かめましょう。

地層の問題で見たいところ

問題の型の1つは、れき・砂・泥（どろ）を含む水が静かになったとき、粒がどんな順に沈んで積もるかを考えるものです。大きな粒ほど先に沈みやすいという原則を使いますが、水の流れや粒の性質などが同じ条件にそろっているかにも注意します。実際の地層がいつでもきれいに3段になると決めつけるのではなく、問題に示された条件と観察結果から判断します。

もう1つは、柱状図に記された地層を見て、古い順に並べたり、離れた地点の同じ層を結んだりする型です。柱状図は地面を掘って得た地層を、縦に並べて表した図です。図の上が新しいといえるのは、地層が積もった後に上下逆転していないという条件があるときです。

さらに、化石（かせき）の種類から、地層ができたころの環境や時代を考える問題もあります。何がわかる手がかりなのかを分け、化石1つから場所や年代を細かく言い切らないことが大切です。どの型でも、答えの横に「どの情報を根拠にしたか」を短く添える練習をしましょう。

粒と重なりを読むための言葉

地層（ちそう）は、れきや砂、泥、火山灰などが積み重なってできた層です。水のはたらきで運ばれたものは、流れが弱まると沈んで積もります。同じような材質の粒なら、一般に大きな粒は小さな粒より先に沈みやすく、細かい泥は遅れて沈みます。大きなれき、砂、細かい泥が混ざった水を静かにして積もらせる問題では、下かられき、砂、泥の順を基本に考えます。

図1は、粒の大きさ以外の条件をそろえ、十分に静かになった水の中での模式図（もしきず）です。先に着いたものの上へ、後から着いたものが重なります。流れの速さが変わったり、別の場所から新たに材料が運ばれたりすれば、同じ種類の層が繰り返される場合もあります。図1の一度の沈み方を、自然界のあらゆる地層にそのまま当てはめないようにします。

火山灰（かざんばい）のように広い範囲に短い間に積もり、他の層と区別しやすい層は、鍵層（かぎそう）として使えます。離れた柱状図に同じ特徴の火山灰層があり、同じ噴火によると問題で確かめられているなら、その層を目印にできます。白い層が2つ見えたというだけでは、同じ火山灰層と決める根拠には足りません。粒や含まれるものなどの特徴を比べる必要があります。

化石は、昔の生物の体や生活のあとが地層中に残ったものです。サンゴの化石は、その地層ができたころの暖かく浅い海の環境を考える手がかりになります。このように環境を考える手がかりを示相化石（しそうかせき）といいます。一方、広い範囲に分布し、生きていた時代が比較的短い生物の化石は、地層のできた時代を比べる示準化石（しじゅんかせき）として役立ちます。環境と時代のどちらを問われているかを先に読みます。

基本例題：火山灰を先に結ぶ

地点Aと地点Bの地層を調べました。両地点では地層は水平に広がり、上下の逆転はありません。表は地表から下へ向かう順に示しています。火山灰層は同じ噴火で積もったもので、砂層と泥層もそれぞれ同じ層につながっています。地表は後からけずられ、地点によって高さが違います。

次の問いに、層の名前や地点名で答えてください。ア：Aの砂と同じ層をBで選びます。イ：Aの泥と火山灰では、どちらが古いでしょうか。ウ：Bの地表がAの地表と同じ高さだとして層を結んでよいでしょうか。

図2のように、まず同じ噴火の火山灰層に注目します。火山灰はAでは泥の下、Bでは地表にあります。地表をそろえる代わりに、火山灰層を結んで、その下にある層を順に見ます。火山灰の下はどちらも砂で、さらにその下はれきです。

アの答えはBの砂です。名前が同じであることに加え、共通の火山灰層のすぐ下という位置が対応しています。この問題は同じ層につながると条件に書かれているため、位置と特徴を一緒に確かめられます。

イの答えは火山灰です。逆転がないので、下の火山灰が先に積もり、その後に上の泥が積もったと考えます。「上から読んだ順」と「古い順」は反対になることを、図に指を置いて確認しましょう。

ウの答えは、地表を同じ高さだとして結んではいけない、です。Aの地表には泥が残り、Bでは火山灰が地表に現れています。地表を合わせると、Aの泥とBの火山灰を同じ層として結ぶことになり、同じ噴火の火山灰という条件と合いません。Bで泥が見えないことから、Bには泥が一度も積もらなかったとまでは決められません。積もった後にけずられた可能性もあるからです。

図で対応する層を探すときは、各地点の柱を別々に上からなぞり、層の名前を順に書き出すと確かめやすくなります。目印の位置が見つかったら、そこから下に1層ずつ移動して表と図を照らし合わせます。もし目印の下に別の層が挟まっていれば、同じ層と判断するための条件をもう一度読みます。層の名前が似ていることだけで結ばず、重なりの順も根拠に加える練習です。

地表からの深さだけを比べると、同じ火山灰でも数値は違います。地表の位置を基準にした深さと、海面など共通の基準から測る高さは別の情報です。高さの数値が与えられない問題で、深さの差をそのまま地層の傾きとして答えることもできません。

少し難しい例題：欠けた層をどう扱うか

地点Cと地点Dでは、上下逆転のない地層が水平に続いています。Cでは下かられき、砂、同じ噴火による火山灰、泥の順に見えます。Dでは下かられき、砂、火山灰が見え、その上は地表です。Dの地表は、泥が積もった後にけずられてできたと問題に書かれています。

問い1：火山灰と砂はどちらが古いでしょうか。層の名前で答えてください。問い2：Dで泥が見えない理由を、問題の条件を使って説明してください。問い3：Dに泥が見えないという観察だけがあり、けずられたという条件がなければ、泥が必ず一度積もったと決められるでしょうか。「決められる」か「決められない」で答えてください。

問い1は砂です。両地点とも火山灰の下に砂があり、逆転がないため、砂が先に積もりました。問い2は、泥が積もった後に地表がけずられたからです。ここでは観察に加えて、けずられたという条件が与えられています。

問い3は決められません。Dに泥が一度積もってから失われた場合と、Dには泥が積もらなかった場合の両方が、観察だけでは考えられるためです。いずれかを選ぶには別の情報が必要です。見えないものを「なかった」とも「必ずあった」とも即断しないことが、この問題の分かれ目です。

同様に、火山灰が同じ色に見えても、別の噴火による可能性を除く情報がなければ同じ鍵層と断定できません。反対に、同じ噴火の層だと明示されていれば、その層を基準に上下の重なりを比べられます。図の見た目だけでなく、問題文に与えられた条件を線で囲んでから判断します。

間違えた答えを直す道筋

基本例題で「Aの泥はBの火山灰と同じ層」と答えたとします。原因は、2つの柱状図の上端、つまり地表を必ず同じ高さだと思ってしまったことです。地表は地層が積もった後にけずられることがあるので、上端だけでは対応を決められません。

図3の左は地表どうしを合わせた誤りを示します。Aの泥とBの火山灰が同じ高さに見えても、層の特徴が一致していません。右では同じ噴火の火山灰を先に結びました。次に、その下の砂とれきを順に比べます。地表に残る層が違っても、目印を基準にすれば対応が見えてきます。

もう1つの誤りは、「上にある火山灰が下の砂より古い」と答えることです。読む向きと時間の向きを取り違えています。地層の逆転がないことを確かめ、下の砂に「先」、上の火山灰に「後」と書き込み直しましょう。逆転の有無が示されず判断できない場合は、その条件なしで上下から新旧を断定しないことも必要です。

化石について「サンゴがあるから、この地層は特定の時代にできた」と答えるのも注意が必要です。ここでのサンゴは環境を考える手がかりです。時代を比べるには、その目的に適した示準化石など、別の情報が必要になります。

練習：根拠をつけて答える

問題

1. 同じ材質の粒を含む水を静かにし、れき、砂、泥が一度に沈むとします。先に積もるものから層の名前を順に書いてください。水は十分に静かになり、新たな材料は加わりません。
2. 地点Eの逆転していない地層は、下から砂、泥、火山灰、れきの順です。このうち最も新しい層を、名前で答えてください。
3. 地点FとGの地層は水平で、上下の逆転はありません。Fは下から泥、砂、同じ噴火の火山灰、れきの順で、Gは下から泥、砂、火山灰の順で地表に出ています。Fの砂に対応するGの層を名前で答え、その根拠も書いてください。砂層は同じ層につながるとします。
4. 古い地層からサンゴの化石が見つかりました。次のアとイのうち、その化石から考える手がかりとして適切なものを記号で答えてください。ア：地層ができたころの環境。イ：その場所の地表の現在の高さ。

答えと考え方

1. れき、砂、泥です。同じ材質で大きさが違う粒なら、大きいれきが先、砂がその後、細かい泥が最後に沈みやすいからです。先に沈んだものの上へ後のものが積もるため、できた層は下から同じ順に並びます。水が動き続ける場合まで、この順序を保証する問題ではありません。

2. れきです。上下の逆転がないので、表された順に下から上へ積もりました。砂、泥、火山灰、れきと時間の向きに読み直すと、最後に積もったれきが最も新しいとわかります。地表にあることだけでなく、逆転がないという条件が根拠です。

3. Gの砂です。同じ噴火の火山灰を目印にして、そのすぐ下を比べます。FでもGでも火山灰の下に砂があり、同じ砂層につながるという条件とも一致します。Gではれきが見えませんが、観察だけから、れきが積もったことがないと決める必要はありません。

4. アです。サンゴの化石は、地層ができたころの暖かく浅い海の環境を考える手がかりになります。イの現在の地表の高さは、この化石だけから求められません。地層ができてから地面の高さが変わったり、地表がけずられたりすることもあるためです。

順序をつかむ4行

• 同じ材質の粒は、大きいものから先に沈みやすいです。
• 逆転のない地層は、下ほど古く上ほど新しいです。
• 柱状図は地表ではなく、同じ鍵層を手がかりに結びます。
• 化石は環境の手がかりと時代の手がかりを分けて読みます。

お子さまが迷ったときの戻り方

まずお子さまに、柱状図の地表と火山灰層をそれぞれ指さしてもらいます。地表の高さをそろえているようなら、答えを教える前に「同じ噴火の灰はどこにあるかな」と問い、2地点の目印を見つける時間をとります。目印を結べたら、すぐ上とすぐ下にある層を一組ずつ読みます。

新旧が逆になった場合は、積もる前の空の場所を思い浮かべ、下の層から順に紙の上で指を動かしてみます。層ができた後の逆転がないという条件も、問題文に戻って確かめます。見えていない層について尋ねられたら、「観察で言えること」と「条件があれば言えること」を分けるよう促します。

化石でつまずいたら、何を知りたい問題なのかを先に尋ねてください。環境を問うのか、時代を比べるのかがわかれば、使う手がかりを選びやすくなります。地層の記録を読むときは、見つけた証拠から一歩ずつ時間をさかのぼれます。