地球の内部構造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 大陸地殻は、海洋地殻より薄い。
- イ マントルは、おもに鉄やニッケルなどの金属からできている。
- ウ 内核は、液体の状態であると考えられている。
- エ 外核は液体の状態であると考えられており、S 波は外核を伝わらない。
変成作用と変成岩
接触変成作用（ホルンフェルス・結晶質石灰岩）と広域変成作用（片岩・片麻岩）の違い、高温型・高圧型の変成帯ができる場所について、正しい記述を選べる
前提
- プレートの境界の種類 （高校地学 地球の形と内部構造（知識））
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- プレートの境界の種類 （高校地学 地球の形と内部構造（知識））
説明
岩石は、できたときとは違う温度や圧力の環境に置かれると、とけないまま（固体のまま）鉱物の種類や組織が変わって別の岩石になります。これを変成作用といい、できた岩石を変成岩といいます。この技能では、マグマの熱による接触変成作用と、プレートの収束する境界の広い範囲で起こる広域変成作用の違い、それぞれでできる代表的な変成岩、高温型・高圧型の変成帯ができる場所について、正しい記述を選べるようになります。
なぜそうしてよいのか
鉱物は、ある温度・圧力のもとで安定な種類や大きさになっています。岩石が地下深くに運ばれたり、近くにマグマが入り込んだりして温度・圧力が変わると、岩石は固体のまま原子の並び方を組みかえ、新しい条件で安定な鉱物に変わります（再結晶）。ここで大事なのは、岩石がとけてマグマになるわけではない、という点です。とけてから固まったものは火成岩であり、変成岩ではありません。
接触変成作用は、地下に貫入したマグマの熱で、まわりの岩石が加熱されて起こります。熱が主な原因で、強い圧力は加わらないので、変成を受けるのはマグマに接するまわりの狭い範囲（数百 m〜数 km 程度）に限られます。泥岩や砂岩は、緻密でかたいホルンフェルスになります。石灰岩は、方解石が再結晶して粒が大きくなった結晶質石灰岩（大理石）になります。どちらも圧力の向きの影響を受けないので、鉱物が一方向に並んだ縞模様はふつう見られません。
広域変成作用は、プレートが沈み込む境界などで、岩石が地下深くに運ばれて、高い温度や圧力を長い時間受けて起こります。帯状の広い範囲（長さ数百 km にもなる）にわたるので、変成帯ができます。圧力が一方向から加わる中で再結晶するので、鉱物が一定方向に並んだ組織ができます。薄くはがれやすい面（片理）が発達したものが結晶片岩（片岩）、より高温で、白っぽい部分と黒っぽい部分が縞状に並んだ粗粒のものが片麻岩です。沈み込み帯では、海溝に近い側では冷たいプレートが急に深く沈み込むので、温度のわりに圧力が高い高圧型の変成帯（結晶片岩が多い）ができます。海溝から離れた大陸側（火山が並ぶ側）では、マグマの熱で温度が高くなるので、圧力のわりに温度が高い高温型の変成帯（片麻岩が多い）ができます。
手順
記述が「とけずに固体のまま変化する」変成作用について正しく述べているかを確かめる（とけて固まるのは火成岩）。
原因と範囲で区別する。マグマの熱による狭い範囲の変成なら接触変成作用、プレートの収束する境界での高温・高圧による広い帯状の範囲の変成なら広域変成作用。
接触変成作用なら、泥岩・砂岩 → ホルンフェルス、石灰岩 → 結晶質石灰岩（大理石）と対応させる。
広域変成作用なら、片理の発達した結晶片岩（片岩）、より高温で縞状の片麻岩と対応させる。
変成帯の場所を照らし合わせる。高圧型（低温・高圧）は海溝に近い側、高温型（高温・低圧）は海溝から離れた大陸側（火山が並ぶ側）。
例題
変成作用と変成岩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 石灰岩がマグマの熱によって接触変成作用を受けると、ホルンフェルスになる。
イ 接触変成作用は、プレートの収束する境界に沿って、数百 km にわたる帯状の広い範囲で起こる。
ウ 広域変成作用によってできた結晶片岩には、鉱物が一定方向に並んだ片理が見られる。
エ 沈み込み帯では、海溝に近い側に高温型の変成帯、海溝から離れた側に高圧型の変成帯ができる。
例題の解答
手順 3（接触変成岩）: 石灰岩が接触変成作用を受けると結晶質石灰岩（大理石）になる。ホルンフェルスになるのは泥岩や砂岩である。アは誤り。
手順 2（範囲）: 接触変成作用はマグマに接するまわりの狭い範囲で起こる。帯状の広い範囲で起こるのは広域変成作用である。イは誤り。
手順 4（広域変成岩）: 広域変成作用では、圧力を受けながら再結晶するので、結晶片岩には鉱物が一定方向に並んだ片理が見られる。ウは正しい。
手順 5（変成帯の場所）: 海溝に近い側は冷たいプレートが沈み込むので低温・高圧の高圧型、離れた側はマグマの熱で高温の高温型になる。エは逆なので誤り。
以上より、正しいのはウ。
答え: ウ
よくある誤り
変成作用では岩石がいったんとけてから固まる、としてしまう誤り。正しくは、変成作用では岩石はとけずに固体のまま再結晶する。とけて固まったものは火成岩。
石灰岩が接触変成作用を受けるとホルンフェルスになる、としてしまう誤り。正しくは、石灰岩は結晶質石灰岩（大理石）になり、ホルンフェルスになるのは泥岩や砂岩。
接触変成作用と広域変成作用の範囲を逆にしてしまう誤り。正しくは、接触変成作用はマグマのまわりの狭い範囲、広域変成作用はプレートの収束する境界に沿った帯状の広い範囲で起こる。
高圧型と高温型の変成帯の位置を逆にしてしまう誤り。正しくは、海溝に近い側が高圧型（低温・高圧、結晶片岩が多い）、海溝から離れた大陸側が高温型（高温・低圧、片麻岩が多い）。
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
この技能の次に学べること
- 造山帯と日本列島の成り立ち （高校地学 地球の形と内部構造（知識））