地震と火山（知識）

次の文章を読み、下の問いに答えよ。

地震が発生すると、震源からは P 波と S 波が同時に出る。P 波は（ a ）であり、S 波よりも速く伝わる。緊急地震速報は、震源に近い観測点で P 波をとらえて震源の位置や地震の規模を推定し、主に S 波による大きな揺れ（主要動）が届く前に、各地の予想される揺れの強さなどを知らせるしくみである。ただし、（ b ）地域では、速報が主要動の到達に間に合わないことがある。

問　文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次の表のア〜カのうちから 1 つ選べ。

断層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　正断層は、水平方向に圧縮する力がはたらいてでき、上盤が断層面に沿ってずり下がる。
• イ　逆断層は、水平方向に引っ張る力がはたらいてでき、上盤が断層面に沿ってずり上がる。
• ウ　逆断層は、水平方向に圧縮する力がはたらいてでき、上盤が断層面に沿ってずり上がる。
• エ　横ずれ断層では、断層面をはさんだ両側の地盤が、おもに上下方向にずれる。

地震波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　P 波は横波であり、固体の中だけを伝わる。
• イ　S 波は横波であり、液体の中を伝わらない。
• ウ　表面波は地球の内部を通って伝わる波で、P 波よりも速く伝わる。
• エ　初期微動は S 波による揺れであり、主要動は P 波による揺れである。

火成岩の分類について述べた文として誤っているものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　玄武岩は斑状組織をもつ火山岩で、苦鉄質岩に分類される。
• イ　花こう岩は等粒状組織をもつ深成岩で、ケイ長質岩に分類される。
• ウ　安山岩と同じような化学組成のマグマが地下深くでゆっくり冷え固まると、斑れい岩になる。
• エ　斑れい岩は花こう岩に比べて色指数が大きく、密度も大きい。

日本列島付近で、太平洋側の海溝から日本海側に向かってのびる 1 本の測線を考え、その測線の近くで起こった地震 A〜G の震源を調べた。次の表は、それぞれの震源の、海溝からの水平距離と深さである。なお、海溝から 200〜300 km の範囲は陸地（日本列島）の下にあたる。

この結果からわかること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　地震 A, B, C, D, F, G の震源は、海溝から離れるほど深くなる 1 つの面に沿って並んでおり、海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込んでいる面やその内部で地震が起こっていると考えられる。
• イ　地震 A, B, C, D, F, G の震源は、海溝から離れるほど浅くなる 1 つの面に沿って並んでおり、海洋プレートが日本海側から海溝に向かってせり上がっていると考えられる。
• ウ　地震 E は、地震 D と海溝からの水平距離が同じなので、地震 D と同じく沈み込む海洋プレートの内部で起こったと考えられる。
• エ　深さ 100 km より深い地震 D, F, G は、陸地の地下の浅いところにある活断層がずれて起こったと考えられる。

ある地震で、震源の近くの地震計が P 波をとらえ、その情報をもとに緊急地震速報が出された。速報は、地震の発生から $10$ 秒後に地点 X, Y, Z のすべてに同時に届いた。次の表は、各地点の震源からの距離と、地震の発生から S 波（主要動）が届くまでの時間である。

この結果と緊急地震速報のしくみ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　地点 X では、速報は S 波が届く前に届いた。
• イ　緊急地震速報は、P 波が S 波よりも遅く伝わることを利用して、S 波の到達前に知らせるしくみである。
• ウ　震源から遠い地点ほど、速報が届いてから S 波が届くまでの時間が長い。
• エ　緊急地震速報は、震源の近くの地震計が S 波をとらえてから出される。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

火成岩をつくるおもな造岩鉱物は、ケイ素 1 個と酸素 4 個からなる SiO₄ 四面体を骨組みとするケイ酸塩鉱物である。SiO₄ 四面体どうしが酸素を共有せず独立していて、Mg や Fe を多く含む有色鉱物は（ a ）である。一方、SiO₄ 四面体がすべての酸素を共有して立体的な網目状につながり、ケイ素と酸素だけからなる無色鉱物は（ b ）である。

火山の噴火にともなって起こる現象のうち、数百 ℃ 以上の高温の火山ガスと、火山灰や軽石などの火山砕屑物とが一体となって、山の斜面を時速 100 km をこえるような高速で流れ下る現象を何というか。漢字で答えよ。

地震のときに地盤で起こる現象を調べるため、次のモデル実験を行った。

方法　同じ透明な容器を 2 つ用意し、容器 A には砂と、砂のすき間がすべて満たされるまで水を入れ、容器 B には乾いた砂だけを入れた。それぞれの砂の表面に重いおもりを立て、砂の中には中空の軽いプラスチック球を埋めた。そのあと、2 つの容器の側面を同じように手でくり返したたいて揺らした。

結果

この実験の結果からわかること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　この現象は、乾いた砂の地盤のほうが、水を多く含んだ砂の地盤よりも起こりやすい。
• イ　この現象は、水を多く含んだ砂の地盤が揺れによって液体のようにふるまうことで起こり、地上の重い建物が沈んだり傾いたりする被害につながる。
• ウ　この現象が起こると、地中に埋められた軽い構造物は沈み込み、地上の重い建物は浮き上がる。
• エ　この現象は、揺れが止まったあとで地盤の中の水が蒸発し、砂がやわらかくなることで起こる。

$\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2$ の割合が多く、温度が比較的低いマグマがある。このマグマの性質と、このマグマがつくる火山や噴火のようす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　粘性が小さく、溶岩が遠くまで薄く流れ広がるので、傾斜のゆるやかな盾状火山をつくりやすい。
• イ　粘性が大きく、火山ガスが抜けにくいので爆発的な噴火を起こしやすく、溶岩ドームをつくることがある。
• ウ　粘性が大きく、溶岩が流れにくいので、溶岩を静かに流し出すおだやかな噴火を起こしやすい。
• エ　粘性が小さく、冷えて固まると黒っぽい色の玄武岩になりやすい。

SiO${}_2$ の割合が少なく、温度が高い玄武岩質のマグマは粘性が小さい。このようなマグマが山頂付近の火口から噴出すると、爆発的な噴火にはなりにくく、流れやすい溶岩が四方に薄く広がって流れ下る。これが何度もくり返されると、斜面の傾斜がゆるやかで、すそ野が広い、なだらかな大型の火山体ができる。ハワイ島のキラウエア火山やマウナロア火山がその例である。

このような形の火山を何というか。漢字で答えよ。

日本列島の太平洋側の沖合では、海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込んでいる。この沈み込み帯の境界で発生するプレート境界地震（海溝型地震）について、その発生のしくみを述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　沈み込み帯の地下で発生したマグマが上昇し、その圧力で大陸プレートの先端部が押し上げられることで地震が起こる。
• イ　大陸プレートの先端部が海洋プレートに引っ張られ続け、ひずみが限界に達すると正断層としてずれ動いて地震が起こる。
• ウ　海洋プレートに引きずり込まれてひずみをためた大陸プレートの先端部が、限界に達すると跳ね上がり、逆断層としてずれ動いて地震が起こる。
• エ　2 つのプレートが境界面に沿って水平方向にすれ違うようにずれ動き、横ずれ断層として地震が起こる。

火山災害・地震災害と防災に関する記述として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　津波は、海岸に近づいて水深が浅くなると伝わる速さが遅くなり、それにともなって波の高さは低くなる。
• イ　火砕流は、高温の火山ガスと火山砕屑物が一体となって斜面を高速で流れ下る現象であり、発生してから走って逃げることは難しい。
• ウ　液状化現象は、地下水位が高く、砂の粒どうしがよく締め固まった地盤で、地震の強い揺れによって起こりやすい。
• エ　緊急地震速報は、震源に近い地震計でとらえた P 波をもとに各地の揺れを予測して知らせるもので、震源に近い地点でも必ず強い揺れの前に届く。
• オ　日本の火山が噴火すると、上空を吹く偏西風によって運ばれるため、火山灰は火山の西側に多く降り積もる。

火山の形とマグマの粘性の関係を調べるために、次のモデル実験を行った。

【実験】ホットケーキミックスに加える水の量だけを変えて、粘りけ（粘性）の異なる 3 種類の液体 X・Y・Z をつくった。水平に置いた板の中央に穴をあけ、液体を入れた袋を板の下から押して、同じ量の液体を穴から少しずつ板の上に押し出した。板の上にできた盛り上がりの形を観察した結果を、次の表に示す。

この実験で、液体の粘性が実際のマグマの粘性に対応すると考える。実験の結果とマグマの性質についての知識をもとに考えたとき、正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　X の盛り上がりに相当する形の火山をつくるマグマは、Z の盛り上がりに相当する形の火山をつくるマグマよりも、SiO${}_2$ の割合が多い。
• イ　Z の盛り上がりに相当する形の火山をつくるマグマは、X の盛り上がりに相当する形の火山をつくるマグマよりも、温度が高い。
• ウ　Z の盛り上がりに相当する形の火山をつくるマグマが冷え固まった火山岩は、X の場合に比べて有色鉱物の割合が少なく、白っぽい色をしていることが多い。
• エ　X の盛り上がりに相当する形の火山をつくるマグマの噴火は、Z の盛り上がりに相当する形の火山をつくるマグマの噴火に比べて、爆発的な噴火になりやすい。
• オ　X の盛り上がりに相当する形の火山の例として、溶岩ドーム（溶岩円頂丘）があげられる。

地震波と緊急地震速報について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　P 波は縦波で、固体の中は伝わるが、液体や気体の中は伝わらない。
• イ　S 波は、波の進行方向と同じ向きに媒質が振動する波で、固体の中だけを伝わる。
• ウ　緊急地震速報は、震源に近い観測点でとらえた P 波のデータから震源や規模を推定し、S 波による強い揺れが届く前に知らせようとするしくみである。
• エ　表面波は地表に沿って伝わる波で、周期が長く、S 波よりも伝わる速さが大きい。
• オ　初期微動継続時間は P 波と S 波の到達時刻の差であり、震源距離が大きいほど短くなる。

海岸の埋め立て地や川沿いの低地など、地下水位が高く、砂の粒がゆるく詰まっている地盤では、地震による強い揺れが続くと、砂の粒どうしのかみ合わせが外れて粒が地下水の中に浮いたような状態になり、地盤全体が液体のようにふるまうことがある。このとき、地面から砂と水が噴き出したり、重い建物が傾いたり沈んだりする一方で、地中に埋められた軽いマンホールが浮き上がったりする被害が生じる。

地震の揺れによって地盤がこのように液体のようにふるまう現象を何というか。漢字で答えよ。

火成岩と造岩鉱物について述べた文として正しいものを、次のア〜カのうちからすべて選べ。

• ア　斑れい岩は、玄武岩とほぼ同じ化学組成をもつ深成岩であり、有色鉱物として輝石やかんらん石を含む。
• イ　流紋岩は、花こう岩とほぼ同じ化学組成をもつ深成岩である。
• ウ　苦鉄質岩はケイ長質岩に比べて $\mathrm{FeO}$ や $\mathrm{MgO}$ の割合が大きく、色指数が大きいため黒っぽく見え、密度も大きい。
• エ　石英は $\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2$ からなる無色鉱物であり、苦鉄質の玄武岩に多く含まれる。
• オ　安山岩は中間質の火山岩であり、斑晶のまわりを細かい結晶やガラスからなる石基が埋める斑状組織を示す。
• カ　かんらん石や輝石などのケイ酸塩鉱物は $\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_4$ 四面体を基本単位としており、かんらん石では $\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_4$ 四面体が 1 本の鎖状につながっている。

火成岩とそれをつくる造岩鉱物について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　玄武岩と斑れい岩はどちらも苦鉄質岩であり、斑れい岩はマグマが地表付近で急に冷え固まってできた岩石である。
• イ　ケイ長質岩は苦鉄質岩に比べて、岩石に含まれる SiO${}_2$ の質量の割合が大きく、色指数も大きい。
• ウ　安山岩は中間質の火山岩であり、斑晶として斜長石や輝石、角閃石などを含むことが多い。
• エ　花こう岩は石英・カリ長石・斜長石などの無色鉱物を多く含み、有色鉱物としてはカンラン石を多く含む。
• オ　造岩鉱物の多くは SiO${}_4$ 四面体を基本単位とするケイ酸塩鉱物であり、石英は SiO${}_4$ 四面体が鎖状につながった構造をもつ。

ある火山を調べたところ、次の観察記録が得られた。

• 山頂部に、溶岩が火口からほとんど流れ広がらずに盛り上がってできた、斜面の傾斜が急なドーム状の高まりがある。
• この高まりをつくる溶岩は全体に白っぽい色をしており、斑晶として石英や黒雲母を含む。
• 過去の噴火では、この高まりの一部が崩れて火砕流が発生した記録がある。

この火山をつくったマグマの性質と、そのマグマによる噴火の特徴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　SiO${}_2$ の割合が少なく温度が高いため粘性が小さく、溶岩が流れやすいので、傾斜のゆるやかな山体をつくりやすい。
• イ　SiO${}_2$ の割合が多く温度が高いため粘性が小さく、火山ガスが抜けやすいので、溶岩が火口付近にとどまって盛り上がりやすい。
• ウ　SiO${}_2$ の割合が多く温度が低いため粘性が大きく、火山ガスが抜けにくいので、爆発的な噴火や火砕流を起こしやすい。
• エ　SiO${}_2$ の割合が多く温度が低いため粘性が大きく、火山ガスが抜けやすいので、溶岩を静かに流し出すおだやかな噴火になりやすい。