地球の形と内部構造(知識)の問題
18 世紀に、緯度の異なる地点で子午線に沿った距離を測量する調査(弧長の測量)が行われた。同じ子午線上で緯度が 異なる 2 地点間の距離を、いくつかの緯度で調べると、次の表のような結果になった。
| 測量した場所の緯度 | 緯度差 あたりの子午線の長さ |
|---|---|
| 赤道付近(緯度 付近) | 約 |
| 中緯度(緯度 付近) | 約 |
| 高緯度(緯度 付近) | 約 |
この結果からわかる地球の形について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
- ア 地球は完全な球である。
- イ 地球は赤道方向に膨らみ、極方向につぶれた回転楕円体である。
- ウ 地球は極方向に伸び、赤道方向に細くなった回転楕円体である。
- エ 地球は北半球と南半球で大きさが異なる、洋なしのような形である。
この問題で使うもの
- 地球の形とジオイド(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(21 技能)
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ヒント
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ヒント 1
緯度は、その地点の鉛直線が赤道面となす角です。緯度 あたりの長さが長いとき、地表の曲がり方はどうなっているかを考えましょう。
ヒント 2
緯度 あたりの子午線の長さが長いほど、その場所の地表の曲がり方はゆるやか(平ら)です。
ヒント 3
表から、高緯度ほど緯度 あたりの長さが長いので、極付近の地表がゆるやかに曲がっていることがわかります。これに合う形を選びましょう。
答えと解説
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イ
どこでつまずきましたか?(選ぶと、戻る場所を案内します)
解説を読む
緯度は、その地点の鉛直線(地表面に垂直な方向)が赤道面となす角である。緯度差 あたりの子午線の長さが長いということは、鉛直線の向きを 変えるのに長い距離を進む必要がある、つまりその場所では地表の曲がり方がゆるやか(曲率半径が大きい)であることを意味する。
表では、高緯度ほど緯度 あたりの長さが長い。したがって、極に近いほど地表の曲がり方がゆるやかで平たく、赤道付近ほど曲がり方が急である。このような形は、赤道方向に膨らみ、極方向につぶれた回転楕円体である。地球の自転による遠心力のため、赤道方向が膨らんでいる。
- ア 誤り。完全な球なら、どの緯度でも緯度 あたりの長さは等しくなるはずである。
- イ 正しい。高緯度ほど緯度 あたりの長さが長いことから、極付近が平たい回転楕円体であるとわかる。
- ウ 誤り。極方向に伸びた形なら、極付近の曲がり方が急になり、高緯度ほど緯度 あたりの長さは短くなるはずで、測量結果と逆になる。
- エ 誤り。表の測量結果は緯度による違いを示しており、北半球と南半球の比較はしていないので、この結果からは判断できない。
なお、地球の形に最も近い回転楕円体を地球楕円体といい、平均海水面を陸地まで延長した面をジオイドという。
別解
緯度差 あたりの子午線の長さは、赤道付近で約 110.6 km、中緯度で約 111.1 km、高緯度で約 111.5 km と、高緯度ほど長い。緯度差 あたりの弧が長いほど、その場所の地表の曲がり方はゆるやか(曲率半径が大きい)である。よって高緯度(極に近い)ほど地表は平らに近く、赤道付近ほどよく曲がっている。これは、地球が極方向につぶれ、赤道方向に膨らんだ回転楕円体であることを示す。
各選択肢:
- ア: 誤り。完全な球なら、緯度によらず緯度差 あたりの長さは一定になるはずだが、表では緯度とともに長くなっている。
- イ: 正しい。上に述べたとおり。
- ウ: 誤り。極方向に伸びた形なら、高緯度ほど地表の曲がり方が大きく、緯度差 あたりの長さは短くなるはずで、結果と逆になる。
- エ: 誤り。表の測量は北半球の例だけで、南半球との比較はなく、このデータから北半球と南半球の大きさの違いはわからない。また、地球の形は洋なし形ではなく、ほぼ回転楕円体と扱われる。
よって正しいのはイ。