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海洋(知識)の問題

難易度 3共通テストレベル高校地学 海洋(知識)

世界の海洋の深層水の流れを調べるため、深さ約 の海水に溶けている酸素の量(溶存酸素量)を、4 つの海域の地点 P〜S で測定した。結果は次の表のとおりである。

地点海域溶存酸素量〔〕
P南大西洋
Q北太平洋
R北大西洋(グリーンランド南方)
Sインド洋

海面付近の海水には大気から酸素が溶け込む。しかし、沈み込んで海面を離れた海水には酸素が補給されない。さらに、上から沈んでくる生物の遺骸などの有機物が分解されるときに酸素が使われる。そのため、深層の海水の溶存酸素量は、海面を離れてからの時間が長いほど少なくなる。なお、どの地点の海水も、海面を離れたときの溶存酸素量はほぼ同じであったとする。

この測定結果と、深層循環について知られていることから考えられること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 深層水は北太平洋で沈み込み、インド洋を経て大西洋を北上していると考えられる。
  • イ 北太平洋の深層水は、4 地点の中で海面を離れてからの時間が最も短いと考えられる。
  • ウ 深層水は北大西洋で沈み込み、大西洋を南下したのち、インド洋や太平洋へ広がっていると考えられる。
  • エ 深層水は表層の海流と同じくらいの速さで流れ、北大西洋から北太平洋まで数年のうちに到達すると考えられる。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(14 技能)
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  1. 実験器具の使い方と安全
  2. 状態変化と粒子・融点・沸点・蒸留
  3. 熱運動と絶対温度
  4. 熱の移動と熱平衡
  5. 熱膨張
  6. 熱の伝わり方(伝導・対流・放射)
  7. 海洋の層構造
  8. 水溶液の性質と再結晶
  9. 海水の組成と塩分
  10. 深層循環(熱塩循環)
  11. 細胞のつくり
  12. 植物のからだのつくり
  13. 光合成・呼吸・蒸散
  14. 溶存酸素量と深層水の流れ

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

溶存酸素量と「海面を離れてからの時間」の関係を問題文から読み取り、深層循環の流れの向きの知識と結びつけよう。

ヒント 2

溶存酸素量が多いほど、海面を離れてからの時間は短い。沈み込んだ直後の海水は、沈み込みの場所の近くにある。

ヒント 3

溶存酸素量を多い順に並べると、R(北大西洋)、P(南大西洋)、S(インド洋)、Q(北太平洋)の順になる。この順に海面を離れてからの時間が長くなることから、アとイは除ける。残る選択肢は、深層循環の速さ(1 周にかかる時間)の知識で判断しよう。

答えと解説

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ウ

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解説を読む

問題文の前提から、溶存酸素量が多い海水ほど海面を離れてからの時間が短く、少ない海水ほど時間が長い。表の値を多い順に並べると、

となる。したがって、海面を離れてからの時間は、北大西洋 → 南大西洋 → インド洋 → 北太平洋 の順に長くなる。

深層水は、時間がたつにつれて沈み込んだ場所から遠ざかっていく。このため、北大西洋で沈み込んだ深層水が大西洋を南下し、インド洋や太平洋へ広がっていくと考えられる。これは、教科書に書かれている深層循環(熱塩循環)の流れと一致する。深層循環では、グリーンランド沖などの北大西洋の高緯度域で、海水が冷却されて密度が大きくなり沈み込む。この海水は深層を流れて太平洋などで湧き上がり、表層を通って戻ってくる。よって正解は ウ である。

他の選択肢の誤り:
- ア:北太平洋の溶存酸素量が最も少ないので、北太平洋の深層水は海面を離れてから最も時間がたった海水である。北太平洋は沈み込みの場所ではなく、流れの下流にあたる。流れの向きが逆である。
- イ:北太平洋の溶存酸素量は 4 地点で最も少ないので、海面を離れてからの時間は最も長い。「最も短い」は誤りである。
- エ:深層循環の流れは非常にゆっくりしている。深層水が海洋をめぐるには、約 年かかるとされている。表層の海流と同じくらいの速さで数年で到達する、というのは誤りである。

別解

溶存酸素量は海面を離れてからの時間が長いほど少ない。表の値は R(北大西洋)6.2 > P(南大西洋)5.4 > S(インド洋)4.6 > Q(北太平洋)3.4 の順である。したがって、海面を離れてからの時間は R が最も短く、P、S、Q の順に長くなる。これは、北大西洋で沈み込んだ深層水が大西洋を南下し、インド洋を経て太平洋へ広がり、北太平洋で最も古くなるという深層循環(熱塩循環)の知識と一致する。

ア: 沈み込み場所を北太平洋としているが、北太平洋は酸素量が最も少なく最も古い水なので誤り。
イ: 北太平洋は酸素量が最小で、海面を離れてからの時間が最も長いので誤り。
ウ: 酸素量の順序と深層循環の知識に一致するので正しい。
エ: 深層循環の一周は約1000〜2000年かかるとされ、表層の海流よりはるかに遅いので誤り。

答えはウ。

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