造山帯と日本列島の成り立ち

沈み込み帯での付加体の形成、造山運動と変成帯・花こう岩の関係、大陸の衝突による山脈の形成、日本列島が沈み込み帯で成長してきたことについて、正しい記述を選べる

前提

変成作用と変成岩（高校地学地球の形と内部構造（知識））
付加体と海洋プレート層序（高校地学地層と地球の歴史（知識））

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付加体と海洋プレート層序（高校地学地層と地球の歴史（知識））

説明

大山脈ができる地帯を造山帯といい、山脈をつくる一連の地殻変動を造山運動といいます。造山運動は、海洋プレートが沈み込む沈み込み帯と、大陸どうしがぶつかる衝突帯で起こります。この技能では、沈み込み帯で付加体・変成帯・花こう岩がどのようにつくられて陸地が成長するか、大陸の衝突でどのように山脈ができるか、そして日本列島が沈み込み帯で成長してきたことについて、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

沈み込み帯では、海洋プレートが沈み込むときに、その上にたまっていた堆積物（遠洋のチャート、海溝付近の泥岩・砂岩など）や海山の玄武岩がはぎ取られ、陸側に押しつけられて付加体になります。新しい付加体は、すでにある付加体の下側・海溝側に次々と付け加わるので、付加体は海溝に近いほど新しくなります。また、地下深くに引きずり込まれた岩石は、低温・高圧の条件で高圧型の変成岩になります。一方、沈み込んだプレートが深さ約 $100 km$ 程度に達すると、その上のマントルでマグマが生じ、地表には火山が並びます。地下で冷え固まったマグマは大規模な花こう岩などの深成岩になり、その熱でまわりの岩石は高温型の変成岩になります。こうして、付加体・変成帯・花こう岩が加わることで、大陸地殻がしだいに厚く広くなっていきます。これが沈み込み帯での造山運動で、アンデス山脈や日本列島がその例です。

大陸プレートどうしが近づくと、どちらも密度が小さく沈み込みにくいので、ぶつかり合って地殻が押し縮められ、厚く積み重なります。アイソスタシーによって、厚くなった地殻は高く持ち上がり、大山脈ができます。インド大陸がユーラシア大陸に衝突してできたヒマラヤ山脈がその例で、かつて両大陸の間にあった海の堆積物が押し上げられたため、山頂付近の地層から海の生物の化石が見つかります。衝突帯では海洋プレートの沈み込みがないので、火山活動はほとんど起こりません。

日本列島は、長い間アジア大陸の東の縁にあった沈み込み帯で、付加体が次々と付け加わって成長してきました。そのため、日本列島の地質は帯状に並び、とくに西南日本では、太平洋側（海溝側）に向かうほど新しい付加体が分布しています。また、高圧型と高温型の変成帯、大規模な花こう岩も帯状に分布しています。その後、日本海が開いて、日本列島は大陸から離れて現在のような弧状列島になりました。

手順

記述が沈み込み帯の造山運動か、大陸の衝突による造山運動かを区別する。
沈み込み帯なら、付加体の形成（堆積物などが陸側に押しつけられる）、高圧型の変成帯（海溝側）、マグマの発生による火山・花こう岩と高温型の変成帯（大陸側）と照らし合わせる。
付加体の新旧なら、新しい付加体は海溝側に付け加わるので、海溝に近いほど新しいことと照らし合わせる。
衝突帯なら、大陸どうしが沈み込まずに押し縮められて地殻が厚くなり大山脈ができる（ヒマラヤ山脈）、山頂付近に海の化石がある、火山活動はほとんどないことと照らし合わせる。
日本列島の記述なら、沈み込み帯で付加体が付け加わって成長してきたこと、地質が帯状に並び太平洋側ほど付加体が新しいことと照らし合わせて、正しいものを選ぶ。

例題

造山帯と日本列島の成り立ち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　ヒマラヤ山脈は、海洋プレートの沈み込みによってできた山脈であり、活発な火山活動をともなっている。
イ　沈み込み帯でできる付加体は、海溝から遠い陸側ほど新しい。
ウ　日本列島は、沈み込み帯で付加体が次々と付け加わることによって成長してきた。
エ　大陸どうしが衝突すると、一方の大陸プレートが深くまで沈み込み、そこでできたマグマによって大規模な花こう岩ができる。

例題の解答

手順 1・4（衝突帯）: ヒマラヤ山脈は、インド大陸がユーラシア大陸に衝突してできた山脈で、火山活動はほとんどない。アは誤り。

手順 3（付加体の新旧）: 新しい付加体は海溝側に付け加わるので、海溝に近いほど新しく、陸側ほど古い。イは誤り。

手順 5（日本列島）: 日本列島は、アジア大陸の東の縁の沈み込み帯で、付加体が次々と付け加わって成長してきた。ウは正しい。

手順 4（衝突帯）: 大陸プレートは密度が小さく沈み込みにくいので、衝突すると押し縮められて地殻が厚くなる。深く沈み込んでマグマをつくるのは沈み込み帯の海洋プレートである。エは誤り。

以上より、正しいのはウ。

答え:

ウ

よくある誤り

付加体は陸側ほど新しいとしてしまう誤り。正しくは、新しい付加体はすでにある付加体の海溝側に付け加わるので、海溝に近いほど新しい（西南日本では太平洋側ほど新しい）。
ヒマラヤ山脈のような衝突帯にも火山が多いとしてしまう誤り。正しくは、衝突帯では海洋プレートの沈み込みがなく、火山活動はほとんどない。火山が並ぶのは沈み込み帯。
大陸どうしが衝突すると一方が深く沈み込む、としてしまう誤り。正しくは、大陸プレートは密度が小さく沈み込みにくいため、押し縮められて地殻が厚くなり、アイソスタシーで持ち上がって大山脈になる。
高圧型の変成帯と花こう岩が同じ場所にできる、としてしまう誤り。正しくは、高圧型の変成帯は海溝側、花こう岩をつくるマグマと高温型の変成帯は海溝から離れた大陸側（火山の並ぶ側）にできる。

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。

入口の問題

難易度 1（教科書の例題レベル）
地球は球に近いが、わずかにつぶれた回転楕円体の形をしている。地球の形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　地球の赤道半径は、極半径より短い。
- イ　地球が回転楕円体の形をしているのは、おもに地球の公転による遠心力のためである。
- ウ　緯度差 $1^{\circ}$ に対する子午線の弧の長さは、高緯度ほど長い。
- エ　地球の扁平率は、極半径を赤道半径で割った値である。