地球の形と内部構造（知識）の問題

【実験からわかること】
実験1では、どの木片も厚さの $\frac{2}{5}$ が水面より上に、$\frac{3}{5}$ が水面より下にある（$0.60÷1.0=\frac{3}{5}$ が沈む）。つまり、厚い木片ほど水面より上に高く出ると同時に、水面より下にも深く沈んでいる。これは、密度の小さい地殻が密度の大きいマントルに浮いて釣り合っている（アイソスタシー）というモデルにあたり、厚い地殻ほど標高が高く、その下には深く張り出した「根」があることを示す。

実験2では、荷重の増減に対して木片がすぐには動かず、時間をかけてゆっくり沈んだり浮き上がったりした。これは、リソスフェアの下にあるアセノスフェアが、長い時間をかけて流動する性質をもつことにあたる。

【各選択肢の検討】
- ア：誤り。実験1より、水面より上に高く出ている木片ほど水面より下にも深く沈んでいる。したがって標高の高い山脈の下では、地殻の下面はまわりより深い位置にある（山の根）。「浅い」が誤り。
- イ：誤り。実験1で木片が浮いたのは、木片（$0.60{\text{g/cm}}^3$）の密度が水（$1.0{\text{g/cm}}^3$）より小さいからである。地殻が浮いた状態で釣り合うのも、地殻の密度がマントルより小さいためである。「大きい」が誤り。
- ウ：誤り。木片がリソスフェアにあたり、その下でゆっくり流動する水あめにあたるのはアセノスフェアである。リソスフェアはかたい岩盤の層である。
- エ：正しい。実験2でおもりを取り除くと木片がゆっくり浮き上がったように、氷床という荷重がなくなると、アセノスフェアがゆっくり流動して地殻が隆起する。この隆起はすぐには終わらず、氷床がとけ終わった後も長く続く。実際に、最終氷期に厚い氷床におおわれていたスカンジナビア半島やカナダ北部では、現在も隆起が続いている。
- オ：誤り。山脈の上部が削られると地殻が軽くなるので、実験1で木片の上部を切り取った場合と同じく、浮力との釣り合いを保つように地殻は上昇（隆起）する。「沈降」が誤り。

よって、答えはエである。

実験1：木片の厚さに比例して、水面上の高さは0.4倍、水面下の深さは0.6倍になっている。水面下の割合は密度比 0.60/1.0 = 0.6 に等しい。厚い木片ほど水面上に出る部分も水面下に沈む部分も大きい。これを地殻にあてはめると、山脈のように高い地域ほど地殻は厚く、地殻の根は深い。
実験2：水あめの上では、荷重を加えたり除いたりすると、ゆっくり沈降・隆起して釣り合いの位置に戻る。これは、マントルが長い時間をかけて流動することによって、アイソスタシーが成り立つことに対応する。

各選択肢の検討：
ア　誤り。高い山脈の下では地殻が厚く、地殻の下面（モホ面）はまわりより深い位置にある（実験1で厚い木片ほど深く沈む）。
イ　誤り。地殻が浮いているのは、地殻の密度（約2.7〜3.0 g/cm³）がマントル（約3.3 g/cm³）より小さいため。木片の密度0.60が水の1.0より小さいのと同じ。
ウ　誤り。水あめにあたるのは、リソスフェアの下の流動しやすいアセノスフェア（マントル）。木片のほうがリソスフェア（地殻）にあたる。
エ　正しい。氷床が消えて荷重がなくなると、実験2でおもりを除いた後に木片がゆっくり浮き上がるのと同様に、氷床が融けた後も長い時間隆起が続く（例：スカンジナビア半島などの後氷期隆起）。
オ　誤り。侵食で上部が削られると軽くなるので、アイソスタシーにより地殻は隆起する。沈降するのではない。

よって答えはエ。