地層と地質時代・化石 ── 問題
基礎
- 次の化石は「示相化石」「示準化石」のどちらですか。また何を示しますか。 三葉虫 （ア 示相化石（河口や湖などの汽水・淡水） イ 示準化石（古生代） ウ 示相化石（暖かく浅いきれいな海） エ 示相化石（冷温帯の気候））
- 次の出来事・生物はどの地質時代ですか。 大森林の形成（石炭のもと） （ア 新生代 イ 古生代 ウ 先カンブリア時代 エ 中生代）
- 示準化石の条件として正しいものはどれですか。 （ア 現在も生きている生物 イ 短い期間に広い範囲で栄えて絶滅した生物 ウ 限られた環境にだけ長く生きた生物 エ 大型で目立つ生物）
- 地球の歴史約 46 億年のうち、先カンブリア時代が占める割合として最も近いものはどれですか。 （ア 約 3 割 イ 約 9 割 ウ 約 1 割 エ 約 5 割）
標準
- 地層の観察について、1 つの地層の中で、下の粒が粗く上の粒が細かくなっている構造の名前と意味はどれですか。 （ア 不整合。堆積の中断 イ 褶曲。圧縮の跡 ウ クロスラミナ。流れの向きを示す エ 級化層理。濁流で一度に堆積し、粗い粒が先に沈んだ。下が古い）
- ある岩石に含まれる放射性同位体の量を調べると、もとの量の 1/16 になっていた。この同位体の半減期を 7000 年とすると、岩石ができたのは約何年前ですか。
- 生物が陸上に進出できるようになった理由として正しいものはどれですか。 （ア 隕石が衝突して環境が変わったから イ 海が干上がって陸地が増えたから ウ 地球全体の気温が上がったから エ オゾン層が紫外線をさえぎったから）
- 相対年代と数値年代の違いとして正しいものはどれですか。 （ア 相対年代は年数、数値年代は前後関係 イ 相対年代は新旧の順、数値年代は何年前か ウ どちらも化石から決める エ どちらも放射性同位体から決める）
- 図は、ある地域の地層の断面です。F は断層、X は不整合面、G は貫入岩（岩脈）を表します。F・X・G を、できた順（古いものから新しいものへ）に並べたものはどれですか。 （ア 断層 F → 不整合 X → 貫入岩 G イ 不整合 X → 断層 F → 貫入岩 G ウ 不整合 X → 貫入岩 G → 断層 F エ 貫入岩 G → 断層 F → 不整合 X）
- 厚さ 20 m の泥岩の層が、10 万年かけて一定の速さで堆積したとする。1 年あたりに堆積した厚さは何 mm ですか。
- 離れた 2 地点 A・B でボーリング調査をし、同じ火山灰からできた凝灰岩の層（かぎ層）を見つけた。 地点｜地表の標高｜凝灰岩の層の上面の深さ A｜56 m｜22 m B｜50 m｜19 m 凝灰岩の層の上面は、A の地下のほうが B の地下より何 m 高い位置にありますか。
- ある露頭で 1 枚の砂岩の層を観察すると、層の中の粒の大きさが、いまの上側ほど粗く、下側ほど細かくなっていた。この層について考えられることとして最も適当なものはどれですか。 （ア 粒の大きさからは、地層の上下を決めることはできない イ 地層は逆転しておらず、いまの下側がもとの下側である ウ 粗い粒ほどゆっくり沈むので、もとの上側に粗い粒がたまった エ 地層の上下が逆転していて、いまの上側がもとの下側である）
- 傾けた板の上から、れき・砂・泥を混ぜた土砂を水で流して、水を張った水槽に積もらせた。流す水の量を増やして流れを速くすると、積もり方はどう変わると考えられますか。 （ア 粒の大きな砂やれきも、より遠くまで運ばれて積もる イ 流れの速さは、粒が運ばれる距離にほとんど関係しない ウ 泥だけが板のすぐ近くに積もり、れきは遠くまで運ばれる エ 粒の大きさによって積もる場所が分かれることはなくなる）
- ある地点で、下から順に重なる地層 P・Q・R から次の化石が見つかった。 地層｜見つかった化石 R（いちばん上）｜ビカリア Q｜アンモナイト P（いちばん下）｜フズリナ 地層が堆積した時代の組み合わせとして正しいものはどれですか。 （ア P 中生代、Q 古生代、R 新生代 イ P 古生代、Q 新生代、R 中生代 ウ P 新生代、Q 中生代、R 古生代 エ P 古生代、Q 中生代、R 新生代）
発展
- ある地質断面図で次のことが観察された。出来事を古い順に並べたものはどれですか。 A 層は断層で切られているが、その上の B 層は断層で切られておらず、A 層と B 層の間は不整合である。 （ア A 層の堆積 → 断層 → 不整合（隆起・侵食）→ B 層の堆積 イ B 層の堆積 → 断層 → A 層の堆積 → 不整合 ウ A 層の堆積 → 不整合 → B 層の堆積 → 断層）
- 地層に含まれるれきの中に花こう岩があった。この花こう岩と地層の新旧について正しいものはどれですか。 （ア 花こう岩は地層より古い イ 花こう岩は地層より新しい ウ 同じ時代 エ 判断できない）
- 先カンブリア時代の縞状鉄鉱層ができた理由として正しいものはどれですか。 （ア 火山の噴火で鉄が降り積もったから イ 氷河が陸の鉄を削って運んだから ウ 光合成の酸素が海水中の鉄を酸化したから エ 隕石が大量の鉄を運んできたから）
- ある地域の地層を観察した。地層の逆転はない。 生徒 A「下から順に、れき岩 → 砂岩 → 泥岩と重なっていて、上ほど粒が細かくなっているね。」 生徒 B「ということは、この地層が堆積するあいだに（ ）と考えられるね。」 （ ）に入るものとして最も適当なものはどれですか。 （ア 川から流れこむ水が増え、粗い粒ほど遠くまで運ばれた イ 土地が隆起して、この場所は岸に近く浅い海になっていった ウ 地層が逆転したので、粒の大きさの順番がひっくり返った エ 海面が上がるか土地が沈むかして、岸から遠く深くなった）
- 数値年代を求めるのに使う放射性同位体と、その半減期を表にした。 同位体｜半減期 ¹⁴C｜5730 年 ⁴⁰K（→ ⁴⁰Ar）｜約 12.5 億年 ²³⁸U（→ ²⁰⁶Pb）｜約 45 億年 約 2 万年前の地層に含まれる木片の年代を測るのに最も適当なものと、その理由の組み合わせはどれですか。 （ア ²³⁸U。半減期が長いほど、どの年代でもより正確に測れるから イ ⁴⁰K。木片には炭素がなく、カリウムだけが多く残っているから ウ ¹⁴C。半減期が短いので、億年単位の古い年代に向いているから エ ¹⁴C。半減期が短く、数万年のあいだに量がはっきり減るから）
地層と地質時代・化石 ── 解答
基礎
- イ 示準化石（古生代） 示相化石は環境（限られた環境にすむ生物）、示準化石は時代（短期間に広く栄えた生物）。古生代：三葉虫・フズリナ、中生代：アンモナイト・恐竜・トリゴニア、新生代：ビカリア・ナウマンゾウ。答え：示準化石（古生代）。
- イ 古生代 先カンブリア（46〜5.4 億年前：生命誕生・光合成・全球凍結）→ 古生代（カンブリア爆発・上陸・石炭・最大の絶滅）→ 中生代（恐竜・アンモナイト・哺乳類出現・隕石で絶滅）→ 新生代（哺乳類繁栄・氷期・人類）。答え：古生代。
- イ 短い期間に広い範囲で栄えて絶滅した生物 時代を特定するには「その時代だけ」「どこにでも」いた生物がよい。環境を示すのは示相化石。
- イ 約 9 割 46 億年前から古生代の始まり（5.4 億年前）までが先カンブリア時代で、約 9 割を占める。生物の化石が少ないため細かく区分できない。
標準
- エ 級化層理。濁流で一度に堆積し、粗い粒が先に沈んだ。下が古い 答え：級化層理。濁流で一度に堆積し、粗い粒が先に沈んだ。下が古い。
- 28000 1/16 ＝ (1/2)^4 なので半減期 4 回分：7000 × 4 ＝ 28000 年前。
- エ オゾン層が紫外線をさえぎったから 光合成で増えた酸素からオゾン層ができ、有害な紫外線がさえぎられるようになった。古生代（シルル紀〜デボン紀）にシダ植物・両生類が上陸した。
- イ 相対年代は新旧の順、数値年代は何年前か 相対年代は地層の上下や化石から「どちらが古いか」を決める。数値年代は放射性同位体の半減期から「何年前か」を求める。¹⁴C は数万年まで、K–Ar 法や U–Pb 法は億年単位に使う。
- ウ 不整合 X → 貫入岩 G → 断層 F 「切っているものが新しい」「不整合面より下だけにある構造は不整合より古い」で判定する。G は X も上の地層も切っていて（X より新しい）、F でずらされている（F より古い）。よって 不整合 X → 貫入岩 G → 断層 F。
- 0.2 20 m ＝ 20 × 1000 mm、10 万年 ＝ 10 × 10⁴ 年。20 × 1000 ÷ (10 × 10⁴) ＝ 0.2 mm/年。
- 3 上面の標高 ＝ 地表の標高 − 深さ。A は 56 − 22 ＝ 34 m、B は 50 − 19 ＝ 31 m。差は 3 m で、この層は B の方へ低くなるように傾いている。
- エ 地層の上下が逆転していて、いまの上側がもとの下側である 1 回の濁流で堆積すると、粗い粒が先に沈んで下が粗く上が細かい級化層理になる。いまの上側が粗いのは、地層がひっくり返ったためと考えられる。
- ア 粒の大きな砂やれきも、より遠くまで運ばれて積もる 流れが速いほど大きな粒まで運べる。流れを速くすると、ふだんは手前に積もるれきや砂も遠くまで運ばれる。粒の大きい順に手前から積もる関係はそのまま。
- エ P 古生代、Q 中生代、R 新生代 示準化石で時代を決める。フズリナは古生代、アンモナイトは中生代、ビカリアは新生代（新第三紀）。下ほど古い順にも合っている。
発展
- ア A 層の堆積 → 断層 → 不整合（隆起・侵食）→ B 層の堆積 「切っているものが新しい」。不整合面より下だけにある構造は不整合より古く、不整合面や上の層まで切っている構造は新しい。答え：A 層の堆積 → 断層 → 不整合（隆起・侵食）→ B 層の堆積。
- ア 花こう岩は地層より古い れきになるには、その岩石が先に存在して風化・侵食される必要がある。花こう岩がれきになってから堆積したので、地層より古い。
- ウ 光合成の酸素が海水中の鉄を酸化したから シアノバクテリアの光合成で放出された酸素が、海水中の鉄イオンと結びついて沈殿した。海水中の鉄が酸化しつくされたあと、酸素が大気中に増え始めた。
- エ 海面が上がるか土地が沈むかして、岸から遠く深くなった 細かい粒ほど岸から遠い深い所に積もる。上（新しい層）ほど細かいのは、その場所が時間とともに岸から遠く深くなったことを示す。
- エ ¹⁴C。半減期が短く、数万年のあいだに量がはっきり減るから 2 万年は ¹⁴C の半減期の約 3.5 倍で、残りの量がはっきり変わるので測りやすい。半減期が億年単位の同位体は 2 万年ではほとんど減らず、差が読み取れない。木片は生物由来なので炭素を含む。
受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.com/daigaku/science/eb-04/test/ ／ 問題は毎回の表示で数が変わります。印刷したものはその一例です。
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