高校地理探究 風化と斜面—岩石が崩れて移動する条件から地形変化を組み立てる｜武蔵野個別指導塾

凍結や水との反応で岩石が変わる過程と、その後の移動を区別して斜面を読む風化と斜面。

よくあるのは、高校生が風化と川による侵食を同じ過程として書く場面です。岩石が細かくなることと、その物質が川に削り取られることは、連続して起こりえても同じ意味ではありません。斜面には、岩盤が変化する場所、破片が重力で動く場所、物質がたまる場所があります。どこで何が変化したかを分けると、地形の変化を順序立てて説明できます。

資料を読むときの焦点

問われ方には、岩石の変化を物理的風化と化学的風化に分類する型があります。割れ目に入った水の凍結と融解の繰り返しは前者、鉱物が水と反応して別の物質に変化することは後者の例です。粒が細かくなったという結果だけでは、どちらの過程かを決められません。

別の型では、斜面の上部から下部までの変化を資料からたどります。岩盤の割れ目、斜面上の破片、斜面下に集まった破片を区別し、風化と移動を結びます。川が描かれていない資料に、流水による運搬を勝手に加えないことも必要です。

さらに、気候や岩質の異なる条件を比較する型があります。比較する条件以外が同じか、資料に何が書かれていないかを見ます。気温や水分の条件は風化に関係しますが、岩石の種類や割れ目、斜面の傾きも異なれば、気候だけで結果を決めることはできません。

岩石が変わることと動くこと

風化は、地表やその近くで岩石が物理的または化学的に変化する過程です。物理的風化では、岩石の鉱物の化学的な性質が変わることを主とせず、岩石が割れたり細かくなったりします。割れ目に水が入り、凍結と融解を繰り返すと、割れ目が広がり破片が生じることがあります。水の供給と凍結・融解を繰り返せる温度条件、割れ目の存在が関係します。寒いという情報だけでは、水の有無や繰り返しの状況がわからず、作用の強さを決められません。

化学的風化は、岩石を構成する鉱物が水などと反応し、性質や組成を変える過程です。反応で溶け出す成分もあれば、別の鉱物に変わる成分もあります。一般に水があり温暖な条件では化学反応が進みやすくなりますが、岩質や水が触れる時間などによっても違います。風化を受けた岩石が必ずその場から運び去られるわけではありません。

図1のように、風化は岩石の変化、侵食は流水などが地表の物質を削り取る作用、斜面移動は重力の作用で物質が斜面下方へ動く過程として区別します。実際の斜面ではこれらが続いて働き、境界を現場で簡単に切り分けられないこともあります。それでも説明では、作用する力と物質の変化を分けて書くと、順序が明確になります。

図1の岩盤は、風化で破片を生じ、その破片が重力により下方へ移ります。流水が接すれば侵食や運搬が起こる場合もありますが、風化したという事実から流水の作用までは言えません。侵食後の物質が運ばれ、条件が変わってたまることもあります。

斜面移動には、岩片が急に落下する場合も、土や風化物がゆっくり下方へ動く場合もあります。傾きが急なほど重力による下向きの動きが起こりやすい傾向がありますが、岩盤の割れ目の向き、物質のまとまり、水の入り方なども関係します。水は重さを加えたり、粒子間の支え方を変えたりしますが、水が増えれば必ず同じ形で崩れるとは限りません。

風化物がその場に厚く残る場合と、移動して薄くなる場合では、同じ岩盤の変化があっても見える斜面は異なります。現在の形だけから過去の過程を一意に決めず、残った物質の位置や性質を合わせて調べます。

気候と岩質は組み合わせて考えます。同じ気候でも、割れ目の多い岩盤は水が内部へ入りやすく、割れ目の少ない岩盤と変化の進み方が異なりえます。一方、同じ岩質でも水の供給や温度の変化が違えば、働きやすい風化の過程が変わります。現れた斜面の形は、風化の速さだけでなく、移動や除去、物質の供給が積み重なった結果です。

破片の位置から過程を読む

基本例題

自作の模式資料では、斜面上部の岩盤に割れ目があり、そこに水が入り凍結と融解を繰り返しています。岩盤の下には角ばった破片があり、斜面の下部には同じ岩質の破片が集まっています。川は描かれていません。岩盤の変化と破片の移動を、それぞれ作用と方向を含む2文で説明してください。

図2のように、最初に見るのは割れ目の中の水と凍結・融解です。次に破片の位置を比べます。下部に同じ岩質の破片が集まるという条件は、上部から下方への移動を考える手がかりです。

解答例は「割れ目の水が凍結と融解を繰り返し、岩盤が割れる物理的風化が起こります。生じた破片は重力によって斜面下方へ移動し、下部に集まります」です。図2の矢印は下向きです。破片の存在だけから凍結を推測したのではなく、資料に示された過程を根拠にしました。

「川が削って運んだ」と答えると、川の存在と作用を資料にないまま補っています。逆に「風化で下まで流れた」では、岩石の変化と移動の区別が消えます。落下や転動という表現も、重力による下方移動として条件に合えば使えます。ただし、資料から個々の破片の移動経路や時期までは決まりません。

標準例題

自作資料の斜面AとBは、岩質、割れ目、傾きが同じという条件です。Aは水が供給され温暖な状態が続き、Bは水の供給が少ない状態が続きます。Aで鉱物の水との反応がBより進んだ理由を、条件と過程を結ぶ1文で説明してください。また、この資料から両斜面の崩れやすさの順序を決められるか、理由を添えて答えてください。

まず共通条件を押さえます。岩質と割れ目が同じなので、問題で示された水の供給と温度の条件に注目できます。Aでは水があり温暖なため、水との反応が進みやすいと考えられます。解答例は「Aでは水が供給され温暖なため、鉱物と水の反応が進みやすいからです」です。

次に崩れやすさを検討します。化学的風化が進むと岩石の性質が変化し、移動に影響することはあります。しかし、この資料には風化物の厚さや水が斜面内にたまる状態などが示されていません。したがって崩れやすさの順序は決められません。反応の進み方について得られた結論を、そのまま斜面全体の安定性に広げないことが要点です。

AとBの水の条件を元に戻すと、Aで反応が進みやすいという説明は水の多いAに対応します。Bが乾燥しているという理由で化学的風化が全く起こらないとまでは言えません。反応が進みにくいことと、反応が存在しないことは異なります。

条件が重なる斜面を考える

発展例題です。自作資料の斜面CとDでは、同じ期間にCの下部で破片が多く集まりました。Cは割れ目が多く傾きが急で、Dは割れ目が少なく傾きが緩やかです。両者の岩質と水の供給は同じですが、破片が生じた量と、斜面外へ運び去られた量は示されていません。Cで破片が多い理由として考えられることを2つ挙げ、それぞれの過程を説明してください。さらに、観察結果から風化の速さの差を確定できるか答えてください。

割れ目が多いCでは、水が岩盤内部に入りやすく、岩石が変化する場所が増える可能性があります。また急な斜面では、重力によって破片が下方へ移りやすく、下部に集まる可能性があります。前者は破片の供給に関する推論、後者は移動に関する推論です。どちらも可能性であり、この資料は各過程の寄与を測っていません。

破片が多いという観察には、供給だけでなく移動と除去が関係します。例えば、同じ量の破片が生じても、Dでは斜面外に多く運び去られた可能性があります。逆にCでより多く生じた可能性もあります。したがって、下部の破片の量だけから風化の速さの差は確定できません。風化で生じた量や斜面外への移動量を別に調べれば、候補を絞れます。

条件を変えてCとDの傾きを同じにした場合、傾きの違いを破片の量の差の説明には使えません。それでも割れ目の差に加え、除去量などの不明な条件が残ります。条件をそろえると比較は進みますが、残る条件を確かめるまでは単一の原因に決められません。

答えがずれる場所を直す

誤答例は「川が岩石を風化させて破片を作り、風化が破片を下へ運びます」です。前半は流水による侵食と風化を混同し、後半は岩石の変化を移動の力として使っています。図3のように、過程ごとに何が働き、物質がどうなるかを分けて点検します。

図3の左から、まず風化で岩石が変化し、次に重力で破片が斜面下方へ移るという説明に直します。流水が実際に接して削る条件があれば、別に侵食を加えます。記述例は「岩盤が風化して破片が生じ、破片が重力で斜面下方へ移ります。流水が接する場所では、流水による侵食も起こりえます」です。

別の誤りは「寒い斜面は必ず凍結による風化が最も強い」という断定です。水の供給、温度の変化、割れ目の状態が抜けています。「割れ目に水が入り、凍結と融解を繰り返す条件では、物理的風化が進むことがあります」と直すと、作用の条件が見えます。気候の名前だけを答えるより、岩石に何が起こるかまで書いてください。

別の資料で試す5問

次の資料はいずれも学習用に作った条件です。各問に指定された形で答えてください。

1. 岩盤Eの鉱物が水と反応して別の鉱物に変化しました。風化の種類と、その判断の根拠を1文で答えてください。
2. 岩盤Fでは、水を含む割れ目が凍結と融解の繰り返しで広がりました。風化の種類と、岩石に起きた変化を1文で答えてください。
3. 斜面Gの上部から岩片が落下し、下部にたまりました。移動の主な力と方向を1文で答えてください。
4. 斜面Hでは風化物が残り、斜面Jでは流水が地表を削っています。Hの岩石の変化とJの作用を区別して、2文で答えてください。
5. 斜面KとLでは岩質が異なり、Kの方が水の供給が多い条件です。Kで化学的風化が進んでいても、その差を水の供給だけで説明できるか、理由を1文で答えてください。

答えと解き方

1. 「鉱物が水と反応して別の鉱物に変わったので、化学的風化です」。反応と鉱物の変化が資料の根拠です。岩石が細かくなったかどうかは条件にないため、粒の大きさを判断の根拠にしません。
2. 「割れ目が凍結と融解で広がる物理的風化です」。割れ目の拡大という変化を示します。鉱物の化学反応は与えられていないので、化学的風化だと決める根拠にはなりません。
3. 「岩片は重力によって斜面の上部から下部へ移動します」。下部にたまったという位置関係に答えを戻すと、方向が一致します。落下を重力による下方移動と表した答えも適切です。
4. 「Hでは岩石が風化によって変化し、風化物が残っています。Jでは流水が地表を削る侵食が起こっています」。Hの風化物が残ることから、移動したとは言えません。Jの流水による削り取りは、岩石がその場で変化することと区別します。
5. 「岩質も異なり反応の進み方に影響しうるため、水の供給だけでは説明できません」。Kの水が多いことは候補となりますが、岩質の差も条件に含まれます。両方を元の条件に戻して読むと、水だけを原因に確定する答えは支持されません。

押さえる線

• 風化は地表付近での岩石の物理的・化学的変化です。
• 侵食は流水などによる削り取りで、風化とは区別します。
• 斜面の破片は重力で下方へ移動することがあります。
• 気候に加え、岩質、割れ目、水、傾きが過程に関わります。
• 破片の量は供給・移動・除去を分けて読みます。

つまずきを見分ける

用語が曖昧なときは、岩石が変化した場所と、破片が動いた場所に印を付けてみてください。風化という語を両方に使っていれば、物質の変化と移動の力を別々に言い直します。侵食と書いた場合は、何が地表を削ったのかも問い直します。

根拠が飛ぶときは、資料にある条件と、そこから考えられる可能性を分けます。個別指導で確かめるなら、まず割れ目や水などの条件に線を引き、次にその条件がどの過程に関係するかを口頭で説明してもらいます。最後に、資料にない条件を加えて断定していないか確かめます。斜面の形を読む鍵は、岩石の変化と物質の移動をつなぐ因果にあります。