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地球の内部の層構造

地殻(大陸地殻・海洋地殻)・マントル・外核・内核のそれぞれの主な構成物質(花こう岩質・玄武岩質・かんらん岩・鉄)、厚さの違い、固体か液体か、密度の大小について、正しい記述を選べる

前提

説明

地球の内部は、表面から順に地殻・マントル・外核・内核という層に分かれています。この技能では、それぞれの層が何でできているか(花こう岩質・玄武岩質・かんらん岩・鉄)、どれくらいの厚さ・深さか、固体か液体か、密度はどちらが大きいかを整理し、正しい記述を選べるようになります。地学基礎の「地球の内部構造」の正誤問題で使います。

なぜそうしてよいのか

地球の内部はボーリングで直接見ることはできませんが、地震波の伝わり方から調べられています。地震波の速さは通る物質によって変わるので、速さが急に変わる深さが層の境目だとわかります。地殻とマントルの境界はモホロビチッチ不連続面(モホ面)、マントルと核の境界は深さ約 、外核と内核の境界は深さ約 にあり、中心までは約 です。また、S 波(主要動を起こす横波)は液体の中を伝わらないため、S 波が核の外側を通り抜けられないことから、外核は液体だと考えられています。内核は、P 波の伝わり方から固体と考えられています。

層の並び方は「重いものほど下に沈む」と考えると覚えやすくなります。いちばん外側の地殻は軽い岩石でできています。大陸地殻は上部が花こう岩質、下部が玄武岩質で、厚さは 程度と厚く、海洋地殻は玄武岩質(下部は斑れい岩質)で、厚さは 程度と薄くなっています。その下のマントルは、カンラン石を多く含むかんらん岩でできた固体で、地殻より密度が大きくなっています。中心の核は主に鉄(ニッケルを含む)でできていて、密度がもっとも大きい層です。

つまり、深いほど密度が大きくなる、というのが全体の基本です。固体か液体かについては、外核だけが液体で、地殻・マントル・内核はどれも固体です。マントルは固体ですが、長い時間をかけるとゆっくり流動します。

手順

  1. 記述がどの層について述べているかを確かめる(地殻〔大陸・海洋〕/マントル/外核/内核)。

  2. 構成物質を照らし合わせる。大陸地殻は上部が花こう岩質・下部が玄武岩質、海洋地殻は玄武岩質、マントルはかんらん岩、核(外核・内核)は主に鉄。

  3. 厚さ・深さを照らし合わせる。大陸地殻 程度、海洋地殻 程度(大陸地殻のほうが厚い)、マントルは深さ約 まで、外核は約 まで、その下が内核。

  4. 状態を照らし合わせる。外核だけが液体で、地殻・マントル・内核は固体(外核が液体なのは S 波が外核を伝わらないことからわかる)。

  5. 密度を照らし合わせる。深いほど大きく、地殻<マントル<核の順。

  6. 大小・状態・物質の取り違えがない選択肢を正しいものとして選ぶ。

例題

地球の内部構造について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア 海洋地殻は花こう岩質の岩石からなり、大陸地殻より厚い。
イ マントルは主にかんらん岩からなり、地殻より密度が大きい。
ウ 外核は主に鉄からなる固体であり、内核は液体である。
エ 地球の内部では、深いほど密度が小さくなっている。

例題の解答

手順 1・2(層と構成物質): アは海洋地殻についての記述。海洋地殻は玄武岩質であり、花こう岩質ではない。

手順 3(厚さ): さらに海洋地殻の厚さは 程度で、大陸地殻( 程度)より薄い。アは誤り。

手順 2・5(マントル): マントルは主にかんらん岩からなり、地殻より密度が大きい。イは正しい。

手順 4(状態): 外核は液体、内核は固体である。ウは固体と液体が逆なので誤り。

手順 5(密度): 地球の内部は深いほど密度が大きい。エは誤り。

手順 6: 以上より、正しいのはイ。

答え:

イ

よくある誤り

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。

入口の問題

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