地層と地球の歴史（知識）の問題
堆積構造のでき方を調べるため、次の実験1・2を行い、さらに野外で観察を行った。
実験1 れき・砂・泥をよく混ぜて、水を入れた背の高いメスシリンダーに入れ、よくかき混ぜてから静置した。しばらくすると底にれきがたまり、その上に砂、いちばん上に泥が積もった。上部の水は長い時間濁ったままであった。
実験2 砂を敷いた水路に、一方の端から一定の向きに水を流し続けた。砂の表面には小さな波状の起伏ができ、起伏は下流側へ移動していった。その後、流れの向きに沿って堆積物を縦に切って断面を観察すると、斜めに傾いた薄い層（葉理）の組が何組も積み重なっていた。各組の葉理は下流側に向かって傾いており、葉理の上端はその上に重なる組の底面で切られ、葉理の下端はその組の底面に沿うように緩やかに曲がって接していた。
野外観察 ある崖では、地層がほぼ垂直に立っており、走向は南北である。崖では、西から東へ順に、泥岩層P、砂岩層Q、泥岩層R、砂岩層S、泥岩層Tが並んで見えた。観察した範囲には断層や不整合はなく、P〜Tは連続して堆積したものとする。
- 砂岩層Qは、西側の境界付近では細かいれきを含む粗い砂からなり、東へ向かうにつれて次第に細粒になり、東側の境界付近では泥に近い細かい粒子からなっていた。
- 砂岩層Sの内部には、斜めに傾いた葉理の組が何組も見られた。各組の葉理は、東側の端が隣の組との境界面で切られており、西側の端はその組の境界面に沿うように緩やかに曲がって接していた。
実験1・2と野外観察の結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア 実験2の結果から、斜交葉理の葉理は、堆積したときの流れの上流側に向かって傾いてできると考えられる。
- イ 砂岩層Qでは、西側の境界面が、堆積したときの層の上面にあたる。
- ウ 砂岩層Sの葉理の形から、砂岩層Sでは東側が堆積したときの下位であると判断できる。
- エ 砂岩層Sは、砂岩層Qよりも後に堆積した。
- オ 泥岩層Pは、P〜Tの5つの層の中で最も新しい。
この問題で使うもの
- 堆積構造と地層の上下判定（説明と入口の問題）
- 地層の重なりの法則と不整合（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（4 技能）
読み込み中…
右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
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
級化層理と斜交葉理は、地層の上下（どちらが先に堆積したか）を判定する手がかりになる。実験1・2の結果を、それぞれの構造の「上側」「下側」の見分け方として読み取ろう。
ヒント 2
実験1では粒子が大きいものほど先に沈んで下にたまる。実験2では、葉理の上端は上に重なる組の底面で切られ、下端は底面に緩やかに接する。
ヒント 3
砂岩層Qは西側が粗粒、砂岩層Sは葉理が東側の端で切られている。この2つから、地層の東側と西側のどちらが上位かを決め、P〜Tを古い順に並べてみよう。
答えと解説
答えを見る
エ
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
実験1からわかること 水中では、粒子が大きい（重い）ほど速く沈み、小さいほどゆっくり沈む。そのため、混ざった粒子が一度に沈むと、下から順にれき→砂→泥と積もり、一つの層の中で下ほど粗く上ほど細かい構造ができる。これが級化層理であり、粗い側が下位（下面）、細かい側が上位（上面） と判断できる。泥がなかなか沈まず水が長く濁っていたのも、泥の粒子は小さく沈む速さが小さいためである。
実験2からわかること 流れによって砂の起伏（リップル）が下流へ移動すると、葉理は下流側に傾いて積もる。次の組が堆積するときに、前の組の上部が削られるので、葉理の上端は上の組に切られ、下端は組の底面に緩やかに接する。したがって斜交葉理では、葉理が切られている側が上位、緩やかに接している側が下位である。
野外観察への当てはめ
- 砂岩層Q：西側が粗く東側が細かい級化層理なので、西側が下位、東側が上位。
- 砂岩層S：葉理が東側の端で切られ、西側の端で緩やかに接しているので、東側が上位、西側が下位。
2つの層の判定は一致し、この地層は東側ほど上位（新しい） である。断層や不整合はなく連続して堆積しているので、地層累重の法則により、古い順に P→Q→R→S→T となる。よって、砂岩層Sは砂岩層Qより後に堆積しており、エが正しい。
ほかの選択肢の誤り
- ア：実験2では葉理は下流側に向かって傾いていた。「上流側」が誤り。
- イ：Qの西側は粗粒なので、級化層理の下面にあたる。「上面」が誤り。
- ウ：Sの葉理は東側の端で切られているので、東側が上位である。「下位」が誤り。
- オ：東側ほど新しいので、最も西にあるPは最も古い。「最も新しい」が誤り。
別解
実験1から、粒度が下から上へ粗い→細かいに変わる級化構造（級化層理）ができ、粗い側が下位（古い側）、細かい側が上位（新しい側）とわかる。砂岩層Qは西側が粗く東側が細かいので、西が下位、東が上位である。したがって地層は東ほど新しく、P→Q→R→S→Tの順に堆積した。
実験2では、斜交葉理の組は、葉理の上端がその上の組の底面で切られ、下端が組の底面に接して緩やかに曲がる。砂岩層Sでは東側の端が切られ、西側の端が緩やかに曲がって接している。つまり東側が上位、西側が下位であり、Qから得た結果と一致する。
各選択肢の検討:
ア 誤り。斜交葉理は流れの下流側へ傾く。実験2でも葉理は下流側に傾いていた。
イ 誤り。Qの西側は粗粒で下位にあたるので、西側の境界面は堆積時の下面である。
ウ 誤り。Sでは東側が上位である。
エ 正しい。地層は東ほど新しく、SはQの東にあるのでQより後に堆積した。
オ 誤り。Pは最も西にあるので最も古い。
答えはエ。