地層と地球の歴史(知識)の問題
中生代の終わり(白亜紀末)には、恐竜やアンモナイトをはじめとする多くの生物が絶滅した。この大量絶滅の原因として、巨大な隕石(小天体)が地球に衝突したという説が有力である。
この説の根拠の一つは、白亜紀と古第三紀の境界にあたる薄い粘土層に含まれる、ある元素である。この元素は白金族元素の一つで、地球の地殻にはごくわずかしか含まれないが、隕石には比較的多く含まれている。境界の粘土層では、この元素が世界各地で異常に高い濃度で含まれていることがわかった。
この元素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 ケイ素
- イ カリウム
- ウ イリジウム
- エ ウラン
この問題で使うもの
- 大量絶滅(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(10 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
白亜紀末の大量絶滅と隕石衝突説について、教科書に書かれている根拠を思い出そう。
ヒント 2
根拠になった元素は、白金と性質の近い白金族元素であり、地殻には少ないが隕石には多い。
ヒント 3
ケイ素とカリウムは地殻に多く含まれる元素なので、条件に合わない。残りの選択肢のうち、白金族元素であるものを選べばよい。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
正解はウ イリジウム(元素記号 )である。
根拠となる事実
イリジウムは白金族元素の一つである。地球が形成されたころ、地球内部が融けて分化した際に、イリジウムの多くは鉄とともに中心部の核へ沈んだと考えられている。そのため、地殻にはごくわずかしか含まれない。一方、隕石には地殻よりもはるかに高い濃度で含まれている。
白亜紀と古第三紀の境界(K/Pg 境界)の粘土層からは、世界各地で高濃度のイリジウムが見つかった。これは、巨大な隕石が衝突し、隕石の物質が細かい粒子となって地球全体に降り積もったと考えると説明できる。このほかにも、衝撃を受けた石英や、メキシコのユカタン半島に埋もれた巨大なクレーターなどが見つかっており、隕石衝突説が有力になった。
ほかの選択肢が誤りである理由
- ア ケイ素は白金族元素ではない。また、ケイ素は酸素に次いで地殻に多く含まれる元素であり、「地殻にはごくわずかしか含まれない」という条件にも合わない。
- イ カリウムは白金族元素ではない。また、カリウムは長石などの造岩鉱物に含まれ、地殻に多く存在する元素であり、条件に合わない。
- エ ウランは白金族元素ではない。ウランは放射性元素で、放射年代の測定などに使われる元素であり、隕石衝突の目印として境界の粘土層で注目された元素ではない。
関連する事柄
古生代末(ペルム紀末)の大量絶滅は、地球史上最大規模の大量絶滅である。こちらは大規模な火山活動による環境の変化などが原因と考えられており、イリジウムの異常濃集で示される白亜紀末の隕石衝突とは別の出来事である。
別解
白亜紀と古第三紀(K–Pg)の境界粘土層で世界的に濃集が見つかった元素は、白金族元素のイリジウムである。これは地殻には少なく、隕石には比較的多い。各選択肢を確認する。
ア ケイ素:地殻に非常に多い主要元素で、白金族ではない。誤り。
イ カリウム:アルカリ金属で、地殻に比較的多い。白金族ではない。誤り。
ウ イリジウム:白金族元素で、地殻には微量、隕石には多い。境界層で異常濃集が見つかった。正しい。
エ ウラン:アクチノイドで、白金族ではなく、放射年代測定に用いられる。誤り。
よって答えはウ。