地層と地球の歴史の問題
ある地域には、厚さが一定の凝灰岩層が広く分布している。この地域では、凝灰岩層の上面は平面とみなすことができる。断層やしゅう曲はない。凝灰岩層の走向は東西、傾斜は南へ である。
地点 A(標高 )の地表には、凝灰岩層の上面が露出している。地点 B は、地点 A から東へ 、南へ の位置にあり、標高は である。
地点 B で鉛直下向きにボーリングを行うと、地表から何 m の深さで凝灰岩層の上面に達するか。 として計算し、整数で答えよ。
この問題で使うもの
- 走向・傾斜と地層の深さ(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(23 技能)
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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
走向の方向に進んでも地層面の標高は変わらない。A から B への移動のうち、傾斜の方向(南)の成分だけが上面の高さの変化にかかわる。
ヒント 2
傾斜の方向に水平に 進むと、地層面は だけ低くなる。
ヒント 3
南へ 進むと、上面は 低くなる。そのため、B の真下での上面の標高は になる。
答えと解説
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解説を読む
考え方
走向とは、地層面と水平面が交わってできる線の方向です。走向の方向に進んでも、地層面の標高は変わりません。地層面の標高が変わるのは、走向に垂直な傾斜の方向に進んだときだけです。
(1) 傾斜方向の水平距離
走向が東西なので、東へ 移動しても上面の標高は変わりません。傾斜の方向は南なので、A から B へ南へ進んだ だけを使います。
(2) B の真下での上面の標高
傾斜が南へ なので、南へ水平に 進むと、上面は次の分だけ低くなります。
A では上面が地表に露出しているので、A での上面の標高は です。したがって、B の真下での上面の標高は
です。
(3) B の地表からの深さ
B の地表の標高は なので、上面に達する深さは
です。
よって、答えは です。
別解
凝灰岩層の上面は平面で、走向が東西なので、東西方向には同じ標高になる。傾斜は南へ なので、南へ 進むごとに上面は 下がる。
地点 A の標高は で、そこに上面が露出している。地点 B は A から南へ 離れている(東へ の移動は、走向が東西なので影響しない)。したがって、B の真下での上面の標高は
である。
地点 B の標高は なので、上面に達する深さは
となる。
検算:A と B の標高差 に、上面が南へ 進む間に下がる を足すと 。ここから B が A より低い分を考えると、 となり一致する。