全球凍結のしくみ（アルベドの増大による寒冷化）と、火山ガスの二酸化炭素の蓄積による温室効果で脱したしくみ、低緯度の氷河堆積物などの根拠を説明できる
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先カンブリア時代には、地球の表面が赤道付近まで氷におおわれる、全球凍結（スノーボールアース）とよばれる極端な寒冷期があったと考えられています。この技能では、地球がいったん冷え始めると氷が氷を呼ぶように寒冷化が進むしくみ（アルベドの増大）と、火山ガスの二酸化炭素がたまって温室効果が強まり、全球凍結から抜け出したしくみを理解します。また、低緯度でできた氷河堆積物など、全球凍結があったと考える根拠を説明できるようにします。
地球に届いた太陽放射のうち、反射されて宇宙へ戻る割合をアルベドといい、現在の地球では約 3 割です。雪や氷は白く、太陽放射をよく反射するので、氷におおわれた部分が広がるほど地球全体のアルベドは大きくなり、地表が吸収する太陽放射のエネルギーは減ります。すると気温がさらに下がり、さらに氷が広がり、さらにアルベドが大きくなる、という具合に寒冷化が自分自身を強めていきます。氷が中緯度より低い所まで広がると、この寒冷化が止まらなくなり、地球全体が氷におおわれてしまうと考えられています。これが全球凍結のしくみです。
全球凍結の間も、地球内部の活動は止まらないので、火山は火山ガスとともに二酸化炭素を大気中に放出し続けます。ふだんなら、大気中の二酸化炭素は海に溶け込んで炭酸カルシウムとして沈殿したり、光合成に使われたりして取り除かれます。しかし、海が氷におおわれているとこのはたらきがほとんどはたらかないので、二酸化炭素は大気中にどんどんたまっていきます。二酸化炭素は地表からの赤外線を吸収して再放射する温室効果ガスなので、長い時間をかけて温室効果が非常に強くなり、やがて氷がとけ始めます。氷がとけるとアルベドが小さくなり、地表が吸収するエネルギーが増えるので、今度は温暖化が急速に進み、全球凍結から抜け出しました。
全球凍結があった根拠として、当時赤道付近などの低緯度にあったと考えられる地域の地層から、氷河が運んだ物質が堆積した氷河堆積物が見つかることが挙げられます。低緯度にまで氷河があったということは、地球全体が非常に寒かったことを示します。また、氷河堆積物のすぐ上に、炭酸塩岩（キャップカーボネート）が厚く重なっていることも根拠の 1 つです。これは、全球凍結が終わったあと、大気中に大量にたまっていた二酸化炭素が海に溶け込み、炭酸カルシウムなどとして急速に沈殿したためと考えられています。
寒冷化のしくみを確認する：氷が広がる → アルベドが大きくなる → 吸収する太陽放射が減る → さらに寒冷化して氷が広がる、のくり返しで全球凍結に至る
全球凍結中の二酸化炭素の動きを確認する：火山ガスとして放出され続けるが、海が氷におおわれて海に溶け込みにくく、光合成もほとんど行われないので、大気中にたまる
脱出のしくみを確認する：たまった二酸化炭素の温室効果で気温が上がり氷がとけ、アルベドが小さくなって温暖化が急速に進む
根拠を確認する：低緯度の地層に見られる氷河堆積物、その上に重なる厚い炭酸塩岩（キャップカーボネート）
文に書かれた原因と結果が、上の流れと一致しているかで正誤を判定する
全球凍結について述べた文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 氷におおわれた部分が広がると、地球のアルベドが小さくなり、地表が吸収する太陽放射が増えて寒冷化が進んだ。
イ 全球凍結の間は火山活動が止まったため、大気中の二酸化炭素が減り続けた。
ウ 全球凍結の間に火山ガスとして放出された二酸化炭素が大気中にたまり、その温室効果によって全球凍結から抜け出した。
エ 全球凍結があった根拠として、高緯度の地域の地層からだけ氷河堆積物が見つかることが挙げられる。
手順 1：氷が広がるとアルベドは大きくなり、地表が吸収する太陽放射は減る。アは「小さくなり」「増えて」がどちらも逆なので誤り。
手順 2：全球凍結の間も火山活動は続き、二酸化炭素は放出され続けた。海が氷におおわれているので取り除かれにくく、大気中にたまった。よってイは誤り。
手順 3：たまった二酸化炭素の温室効果で気温が上がり、全球凍結から抜け出した。よってウは正しい。
手順 4：全球凍結の根拠は、当時低緯度にあった地域の地層から氷河堆積物が見つかることである。高緯度だけでは、地球全体が凍った根拠にならない。よってエは誤り。
手順 5：以上より、答えはウである。
答え: ウ
氷が広がるとアルベドが小さくなると考えてしまう誤り。正しくは、白い雪や氷は太陽放射をよく反射するので、氷が広がるとアルベドは大きくなり、地表が吸収するエネルギーが減って寒冷化が進む。
全球凍結の間は火山活動も止まったと考えてしまう誤り。正しくは、地球内部の活動は続いていたので、火山ガスの二酸化炭素は放出され続け、それが大気中にたまったことが全球凍結から抜け出すきっかけになった。
大気中の二酸化炭素がたまったのは、火山の放出量が急に増えたからだと考えてしまう誤り。正しくは、海が氷におおわれて二酸化炭素が海に溶け込みにくくなり、光合成もほとんど行われず、取り除かれるはたらきが弱まったことが大きい。
高緯度で氷河堆積物が見つかることを全球凍結の根拠としてしまう誤り。正しくは、高緯度の氷河はふつうの寒冷期にも存在するので、当時の低緯度でできた地層に氷河堆積物が見つかることが、地球全体が凍った根拠になる。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
全球凍結について述べた次の文章を読み、下の問いに答えよ。
先カンブリア時代には、地球の表面全体が氷に覆われる全球凍結が何度か起こったと考えられている。氷や雪は太陽光を反射しやすいので、氷に覆われた面積が増えると地表のアルベド（反射率）が（ a ）なり、寒冷化がさらに進む。全球凍結の間も火山活動は続いていた。火山ガスとして放出された（ b ）は、海洋への溶け込みや岩石の風化による消費がほとんど起こらないため、大気中に蓄積していった。やがてその温室効果によって氷がとけ、全球凍結は終わったと考えられている。また、全球凍結が起こった根拠の一つとして、当時赤道付近にあったと推定される地域の地層からも（ c ）が見つかることがあげられる。
文章中の空欄 a・b・c に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜カのうちから 1 つ選べ。
| a | b | c | |
|---|---|---|---|
| ア | 大きく | 酸素 | 氷河堆積物 |
| イ | 小さく | 二酸化炭素 | 氷河堆積物 |
| ウ | 大きく | 二酸化炭素 | 赤色砂岩 |
| エ | 大きく | 二酸化炭素 | 氷河堆積物 |
| オ | 小さく | 酸素 | 赤色砂岩 |
| カ | 小さく | 二酸化炭素 | 赤色砂岩 |
先カンブリア時代の原生代には、地球の表面全体が氷に覆われる全球凍結（スノーボールアース）が起こったと考えられている。全球凍結の状態から地球が脱した仕組みとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。