高校地理探究 氷河地形とカルスト地形—削る働きと溶かす働きの違いから地形の成因を比べる｜武蔵野個別指導塾

U字谷とドリーネを手がかりに、氷の移動と石灰岩の溶食を比べ、資料から成因をたどる氷河とカルスト。

よくあるのは、U字谷とドリーネを見て、どちらも水が地面を削ったくぼみと説明する場面です。確かに両方とも周囲より低い部分を含みます。しかし、移動する氷が岩盤に及ぼす働きと、岩石の成分が水に溶けて運ばれる働きは区別が必要です。地形の形だけで名前を決めるのではなく、材料と作用、できあがるまでの順序をたどりましょう。

形から何を問い返すか

資料問題には、断面の形から地形名を選ぶ型があります。幅の広い谷底と急な谷壁が示されたら、氷河に広げられたU字谷を候補にします。ただし、断面が似ているという情報だけでは成因を確定できません。氷河の痕跡など別の手がかりも探します。

別の型では、地形名が与えられ、どの作用がどの順に働いたかを説明します。フィヨルドなら氷河の谷が形成された後、海水が谷に入る順序が必要です。海が見えることを根拠に、最初から波だけで谷が掘られたと考えると過程が抜けます。

もう1つは、条件を変えて比較する型です。水がしみ込んでも岩石が溶けにくければ、石灰岩の地域と同じ溶食地形が発達するとは限りません。逆に、石灰岩があると聞いただけで、どの場所にも大きな洞窟があると断定することもできません。資料の事実と、そこから考えられる過程を分けて書きます。

氷が動く場所と水がしみ込む場所

図1のように、氷河地形とカルスト地形では、作用するものと岩石の変化が異なります。両者の地形を比べるときは、地表の形に加え、地下や過去の状態にも目を向けます。

氷河は、積もった雪が氷となり、長い期間にわたり重力の影響で流動するものです。氷の底や側面では、岩盤から岩片が取り込まれたり、運ばれる岩片が岩盤を削ったりします。谷を流れる氷河が谷底と谷壁に作用すると、もとの谷が広く深く削られ、横断面がU字形に近い谷になることがあります。氷がなくなった後にも、その形が残り得ます。

山地の氷河の源に近い所には、椅子の座面のようなくぼみが見られます。これをカールといいます。雪や氷がたまり、その周辺で岩盤が削られてできる地形です。カールは山地のくぼみ、U字谷は谷に沿って延びる地形と、見る範囲を区別すると整理しやすくなります。どちらも単に雪が積もるだけで完成するのではなく、氷や凍結などに関わる岩盤の変化を伴います。

氷河が運んだ岩屑が、氷の融解などにより残された堆積物やその堆積地形をモレーンといいます。削られた場所だけでなく、運ばれた物が残る場所も見る必要があります。モレーンは流水が運んだ堆積物と常に外見だけで区別できるわけではありません。周囲の地形や堆積物の特徴を合わせて判断します。

フィヨルドは、氷河に深く削られた谷に海水が入り込んだ、細長い入江です。氷河の侵食と、その後の海水の浸入という異なる段階を含みます。今、氷河が見えなくても、過去に氷河が存在した痕跡は残り得ます。また、谷の地形と海面の相対的な位置が変わらなければ、氷河に削られた谷がそのまま海の入江になるわけではありません。

一方、カルスト地形は、主に石灰岩など水に溶けやすい岩石が溶食されてできる地形です。二酸化炭素を含む水が割れ目などからしみ込み、石灰岩の主成分を溶かしながら通路を広げることがあります。ここでの中心は岩石の成分が水に溶ける化学的な変化です。氷に含まれた岩片が岩盤をこする作用とは、運び去られる物の状態が違います。

ドリーネは、石灰岩地域の地表に見られる閉じたくぼみです。地表からの溶食や地下の空洞に関係する陥没など、成り立ちには違いがあります。くぼみを見ただけで地下の洞窟が必ず崩れたと決めず、岩質や地下の状態を合わせて調べます。水が地表から地下へ入りやすい場所では、地表の流れが目立たないこともありますが、割れ目や地層の条件によって水の流れ方は変わります。

鍾乳洞は、石灰岩の地下で水が割れ目を通り、溶食によって広げた空洞です。洞内で溶けた成分を含む水から炭酸カルシウムが沈殿すると、天井から垂れ下がる鍾乳石などが生じます。洞窟を広げる溶食と、洞内に物質が沈殿する過程は逆向きの変化です。鍾乳石そのものが岩盤を溶かして洞窟を掘る、と順序を逆にしないようにします。

断面と手がかりを結ぶ

基本例題

自作資料Aでは、山地の谷の横断面が幅広い谷底と急な谷壁を示し、周辺には氷河が運んだ岩屑が残っています。自作資料Bでは、石灰岩の地表に閉じたくぼみがあり、割れ目から水が地下に入ります。AとBの地形名をそれぞれ答え、作用と材料を含む1文ずつで成因を説明してください。

図2のように、Aでは谷の断面と岩屑を組み合わせます。幅広い谷底は氷河が谷を削り広げた結果と考えられ、岩屑は氷河による運搬の手がかりです。答えはU字谷で、「谷を流れる氷河が岩盤を削り、谷を広く深くした」と書けます。単に「氷でできた」では、氷が何をしたかが不足します。

Bはドリーネです。「水が石灰岩を溶かすことなどにより地表に閉じたくぼみが生じた」と説明できます。資料には割れ目が示されていますが、地下空洞の崩落は示されていません。したがって陥没を可能性として挙げることはできても、この資料の確定した原因として書くことはできません。図2の2つの断面は縮尺を示さない模式図であり、実際の大きさを比較する資料ではありません。

標準例題

自作資料Cには、山側から海に向かって細長く延びる急な谷があり、谷の下部に海水があります。周辺には氷河の侵食を示す痕跡もあります。この入江の名称と、谷の形成から海水の浸入までを順序を示して2文以内で答えてください。現在の氷河の有無は資料に示されていません。

名称はフィヨルドです。まず氷河が谷を深く削り、その後、海面と谷の相対的な位置が変わって海水が入った、と答えます。氷河が後退した後に海水が入るという表現でも、この順序が保たれていれば適切です。海面の上昇だけを原因と決めず、相対的な位置の変化としておくと、資料で区別できない地盤の変動も含められます。

「海水が谷に入って氷河ができた」と書けば順序が逆です。また、「海に面した急な谷だから必ずフィヨルド」とするのも根拠が足りません。資料Cには氷河の侵食の痕跡があるので、地形の形と合わせて判断できます。現在の氷の有無が不明でも、過去の作用を復元することはできます。

条件を変えて考える

発展例題

自作資料DとEはいずれも石灰岩からなり、雨水が供給されます。Dには連続する割れ目が多く、Eでは表面を通りにくい層が覆っています。地下への水の入り方と溶食の進み方を比較し、結論の限界も含めて3文以内で答えてください。他の条件は比べられないものとします。

Dでは割れ目を通じて水が地下へ入りやすく、通路に沿う溶食が進む可能性があります。Eでは覆いの層が浸透を妨げるので、その層が連続する部分では地下へ届く水が少なくなり得ます。しかし、割れ目の大きさや水の性質、覆いの層の切れ目は示されていません。Dに必ず鍾乳洞があり、Eには絶対にない、という結論は出せません。

同じ岩質でも、水が触れる経路が違えば溶食の場所も変わります。反対に、同じ量の水が供給されるとしても、岩石が溶けやすい性質を持たなければ同様のカルスト地形が生じるとは限りません。原因を岩質か水のどちらか1つに押し込めず、接触する条件まで書くと説明が強くなります。

氷河でも同様に、現在の気温の印象だけで過去の地形を決められません。積雪と融解の関係、地形、過去からの変化などを考える必要があります。谷の形は過去の作用を考える手がかりですが、形だけから氷河の規模や時代まで読み取ることはできません。必要な資料が欠ける場合は、候補と確定事項を区別して答えます。

誤りをほどいて書き直す

図3のように、誤答は地形名だけを直しても原因が残ります。何が動き、岩石に何が起こり、その結果どんな形になったかをたどって修正します。

誤答例は「U字谷もドリーネも、流れる氷が石灰岩を溶かして作った」です。2つの作用を混ぜ、ドリーネに必要な水と岩質、U字谷を広げる氷の侵食を取り違えています。氷河が石灰岩の地域を通る可能性を否定するのではなく、それぞれの地形を説明する中心の作用を分けます。

修正すると「U字谷は移動する氷河が谷を削って広げた地形で、ドリーネは石灰岩が水に溶かされることなどでできる閉じたくぼみ」です。氷河の侵食には岩片の働きが関わり、溶食では成分が水に溶けます。解答で両方に単に「侵食」と書く場合も、具体的な作用を添えると違いが伝わります。

別の誤りは「鍾乳洞は鍾乳石が積もって空洞になった」です。積もることは空間を埋める方向であり、空洞が広がる説明にはなりません。先に水による溶食で地下の通路が広がり、その後に洞内で成分が沈殿し得る、と時間順に並べ直します。常にすべての洞窟に鍾乳石が発達するとも限りません。

別の条件で練習する

次の資料は自作です。各問で指定された形で答え、根拠を添えてください。

1. 資料Pは山地の源に近い椅子状のくぼみと、その下方へ延びる谷を示します。氷河の作用を受けたこのくぼみの名称と、雪や氷がたまる場所で岩盤に起こる変化を1文で答えてください。
2. 資料Qでは、氷がかつて広がった場所の縁に岩屑が帯状に残っています。この堆積地形の名称と、そこに岩屑が残るまでの過程を1文で答えてください。
3. 資料Rでは、石灰岩の割れ目に水が入り、地下の通路が広がっています。通路が広がる作用と、それを担う水の性質を1文で答えてください。
4. 資料Sでは、石灰岩の洞内で水滴から固体が生じ、天井から下へ伸びる形が見られます。この形の名称と、洞内で起きた物質の変化を1文で答えてください。
5. 資料Tでは、海に続く谷の急な斜面が示されますが、岩質や過去の氷河の痕跡は示されていません。この谷をフィヨルドと確定できるか答え、理由と追加で調べる手がかりを2文以内で示してください。

答えと考え方

1. カールです。雪や氷がたまる山地の源に近い場所で、氷河などが岩盤を削り、椅子状のくぼみを作ります。名称だけでなく、岩盤が削られたことが必要です。資料Pの下方に延びる谷は位置の手がかりであり、それ自体をカールと答えません。
2. モレーンです。氷河に運ばれた岩屑が、氷の融解などに伴って残されました。氷が岩石を削ったことだけでは、縁に岩屑が集まった理由が不足します。氷河による運搬と堆積を記した答えも適切です。
3. 二酸化炭素を含む水による溶食です。水が石灰岩の成分を溶かして運び去るため、割れ目に沿う通路が広がります。「水が物理的に押し広げた」だけでは、岩石が溶けた過程を説明できません。
4. 鍾乳石です。溶けた成分を含む水から炭酸カルシウムが沈殿し、天井から下へ伸びます。成分が溶ける段階と固体として沈殿する段階は異なります。石筍は床側から上に伸びる形なので、この資料の答えには合いません。
5. 確定できません。急な谷という形だけでは氷河による侵食の履歴を決められないので、谷の周辺で氷河が岩盤を削った痕跡や氷河が運んだ堆積物を調べます。海水の浸入を確かめた上で、過去の氷河の手がかりを探すという答えも適切です。岩質を調べるだけでは氷河の履歴を直接示せません。

要点をつなぐ

氷河は移動しながら岩盤を削り、岩屑を運びます。 カールとU字谷は侵食、モレーンは堆積を考えます。 フィヨルドは氷河の谷に海水が入った地形です。 カルストでは水による石灰岩の溶食と、洞内での沈殿を区別します。 形、材料、作用、順序を合わせて成因を判断します。

答えが止まる場所を見つける

名称を選べても説明が止まる場合は、まず図のどの線が谷底で、どの部分が岩盤や水を表すかを指してみます。図の読み取りができたら、「何が動くか」「岩石に何が起こるか」「どんな形が残るか」の順に口頭でつなぎます。材料を飛ばしているのか、作用を取り違えているのかが見えます。

個別指導では、例えばフィヨルドについて海水が入る前の谷を描き、そこに至る過程を説明できるか確かめます。鍾乳洞では、空洞の拡大と鍾乳石の形成を別々の矢印で表せるかを見ます。根拠が資料にないときに断定を控えられるかも、用語の暗記とは別に確かめます。地形の名は、過去の作用を読み解くための手がかりです。