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小テスト ／ zn-09

地球の構造・地震・火山・岩石

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地球の構造・地震・火山・岩石 ── 問題

基礎

  1. ある地震で、P 波の速さが 6 km/s、S 波の速さが 3 km/s であった。震源から 144 km 離れた観測点での初期微動継続時間は何秒ですか。
  2. ある地域では、震源距離（km）が初期微動継続時間（秒）の約 6 倍になることが分かっている（大森公式）。初期微動継続時間が 18 秒の観測点の震源距離はおよそ何 km ですか。
  3. 砂岩の分類として妥当なものはどれですか。　（ア 変成岩（接触変成岩）　イ 堆積岩　ウ 変成岩（広域変成岩）　エ 火成岩（火山岩）　undefined 火成岩（深成岩））
  4. 2011 年の東北地方太平洋沖地震のように、沈み込むプレートの境界で起こり、大きな津波を伴いやすい地震を何といいますか。　（ア 海溝型（プレート境界型）地震　イ 内陸型（直下型）地震　ウ 火山性地震　エ 誘発地震　undefined 群発地震）
  5. 1 つの地層の中で、下ほど粒が大きく上ほど粒が細かくなっている構造を何といいますか。　（ア 不整合　イ 斜交層理　ウ 級化層理　エ 褶曲　undefined 柱状節理）

標準

  1. P 波の速さが 6 km/s、S 波の速さが 3 km/s の地域で、ある観測点の初期微動継続時間が 25 秒であった。この観測点から震源までの距離は何 km ですか。
  2. 昭和新山や雲仙普賢岳の平成新山のように、ねばりけの強い溶岩が盛り上がってできた火山を何といいますか。　（ア 盾状火山　イ 成層火山　ウ 溶岩ドーム（溶岩円頂丘）　エ カルデラ　undefined 海嶺）
  3. 斑れい岩と化学組成（色）がほぼ同じで、マグマの冷え方だけが異なる火成岩はどれですか。　（ア 閃緑岩　イ 安山岩　ウ 玄武岩　エ 流紋岩　undefined 花こう岩）
  4. フズリナ（紡錘虫）の化石が地層から見つかったとき、その化石の種類と、そこから分かることの組み合わせとして妥当なものはどれですか。　（ア 示相化石 ── 冷涼な気候だった　イ 示準化石 ── 中生代に堆積した　ウ 示準化石 ── 古生代に堆積した　エ 示準化石 ── 新生代に堆積した　undefined 示相化石 ── 暖かく浅い海だった）
  5. ハワイ諸島のように、プレートの内部でマグマが上昇し続けている場所を何といいますか。　（ア 海溝　イ カルデラ　ウ ホットスポット　エ 海嶺　undefined 火山前線）
  6. 震度とマグニチュードに関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア 震度は地震のエネルギーを表す値で、観測点の場所によらず 1 つの地震に 1 つ定まる　イ マグニチュードが 1 大きくなると、地震が放出するエネルギーは約 10 倍に、2 大きくなると約 100 倍になる　ウ マグニチュードは地震の規模で 1 つの地震に 1 つだが、震度は観測点ごとの揺れの強さで場所によって異なる　エ マグニチュードの大きな地震ほど、震源からの距離や深さによらず、すべての観測点で震度も大きくなる　undefined 気象庁の震度階級は 1 から 7 までの 7 段階である）
  7. 堆積岩に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア 凝灰岩は河川によって運ばれた丸みを帯びた砂粒が固まったものである　イ 石灰岩は主に炭酸カルシウムからなり、うすい塩酸をかけると二酸化炭素が発生する　ウ チャートは主に炭酸カルシウムからなり、やわらかく釘で傷がつく　エ 河口から沖に向かって、泥 → 砂 → れきの順に粒の大きいものが遠くに堆積する　undefined れき岩・砂岩・泥岩は、含まれる鉱物の種類によって区別される）
  8. ある地震で、震源から 60 km の A 地点には地震発生の 12 秒後に、震源から 100 km の B 地点には 20 秒後に P 波が到着した。P 波の速さはどれですか。　（ア 5 km/s　イ 7 km/s　ウ 1 km/s　エ 4 km/s　undefined 10 km/s）
  9. ある観測点の震央距離（震央までの水平距離）が 30 km、震源の深さが 40 km であった。この観測点の震源距離はどれですか。　（ア 55 km　イ 50 km　ウ 10 km　エ 35 km　undefined 40 km）
  10. 火成岩をつくる造岩鉱物のうち、無色鉱物の組み合わせとして妥当なものはどれですか。　（ア 石英・長石　イ 長石・かんらん石　ウ 輝石・かんらん石　エ 黒雲母・角閃石　undefined 石英・輝石）

発展

  1. マグニチュード（M）が 1 大きくなると地震のエネルギーは約 32 倍、2 大きくなると 1,000 倍になる。M 8 の地震のエネルギーは、M 4 の地震のエネルギーのおよそ何倍ですか。
  2. ある崖で、下から順に地層 A・B・C が重なり、B と C の間には不整合面がある。また、断層 F が地層 A・B を切っているが C は切っていない。これらのできた順序として妥当なものはどれですか。ただし地層の逆転はないものとする。　（ア 断層 F の形成 → A の堆積 → B の堆積 → 隆起・侵食 → C の堆積　イ A の堆積 → B の堆積 → 断層 F の形成 → 隆起・侵食 → 沈降して C の堆積　ウ C の堆積 → B の堆積 → A の堆積 → 断層 F の形成 → 隆起・侵食　エ A の堆積 → B の堆積 → C の堆積 → 断層 F の形成 → 隆起・侵食　undefined A の堆積 → 断層 F の形成 → B の堆積 → C の堆積 → 隆起・侵食）
  3. 地球の内部構造に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア プレートとは地殻のことであり、その下のマントルはプレートに含まれない　イ 内核は高温のため液体で、外核は高圧のため固体である　ウ 地殻とマントルの境界をアセノスフェアという　エ マントルは高温で溶けた液体の岩石からなり、地震波の S 波はマントルを伝わらない　undefined 外核は液体の鉄・ニッケルからなると考えられ、S 波が外核を伝わらないことが根拠の一つである）
  4. 地震と地震災害に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア 海溝型地震は沈み込むプレートの境界で起こり、海底の地形が急に変わると津波を起こすことがある　イ マグニチュードが 2 大きくなると地震のエネルギーは約 2 倍になる　ウ 内陸型（直下型）地震はマグニチュードが常に海溝型より大きく、津波を伴うことが多い　エ 緊急地震速報は S 波を先に検知して P 波の到達前に知らせるしくみである　undefined 津波は風によって起こる波と同じで、沖合では波高が大きく、海岸に近づくと小さくなる）

地球の構造・地震・火山・岩石 ── 解答

基礎

  1. 24　P 波の到着まで 144 ÷ 6 ＝ 24 秒、S 波の到着まで 144 ÷ 3 ＝ 48 秒。初期微動継続時間はその差 48 − 24 ＝ 24 秒。
  2. 108　大森公式：震源距離 ＝ k × 初期微動継続時間。6 × 18 ＝ 108 km。初期微動継続時間が長いほど震源は遠い。
  3. イ　堆積岩　砂岩は堆積岩。火山岩（げん・あん・りゅう）は地表近くで急冷して斑状組織、深成岩（はん・せん・か）は地下でゆっくり冷えて等粒状組織。堆積岩は積もって固まったもの、変成岩は熱（接触）や圧力（広域）で変わったもの。
  4. ア　海溝型（プレート境界型）地震　海溝型（プレート境界型）地震。P 波は速い縦波で初期微動、S 波は遅い横波で主要動を起こし、液体（外核）を伝わらない。震度は場所ごとの揺れの強さで 10 段階、マグニチュードは地震の規模で 1 つの地震に 1 つ。
  5. ウ　級化層理　級化層理。示準化石は時代を決める（広く短く栄えた種：三葉虫・アンモナイト・ビカリア）、示相化石は環境を決める（限られた環境の種：サンゴ・シジミ）。不整合面は堆積の中断（隆起・侵食 → 沈降）、級化層理は 1 枚の地層の上下（粗い粒が先に沈む）を示し、褶曲は横からの圧縮でできる。

標準

  1. 150　震源距離を x km とすると、x/3 − x/6 ＝ 25。左辺は x × (6 − 3)/(6 × 3) なので、x ＝ 25 × 6 × 3 ÷ (6 − 3) ＝ 150 km。（この地域では震源距離 ＝ 6 × 初期微動継続時間。大森公式）
  2. ウ　溶岩ドーム（溶岩円頂丘）　溶岩ドーム（溶岩円頂丘）。マグマは SiO₂ が多いほど粘性が高く、「白い＝ねばい＝爆発的＝溶岩ドーム」「黒い＝さらさら＝穏やか＝盾状火山」の 2 本の鎖で覚える。成層火山はその中間で、日本の多くの火山がこの形。
  3. ウ　玄武岩　斑れい岩は深成岩、玄武岩は火山岩で、黒っぽい → 白っぽいの順に 玄武岩・安山岩・流紋岩（火山岩）と 斑れい岩・閃緑岩・花こう岩（深成岩）が縦に対応する。
  4. ウ　示準化石 ── 古生代に堆積した　フズリナ（紡錘虫）は「示準化石 ── 古生代に堆積した」。示準化石は短い期間に広く栄えた生物で時代が分かる（古生代：三葉虫・フズリナ／中生代：アンモナイト・恐竜／新生代：ビカリア・ナウマンゾウ）。示相化石は限られた環境にすむ生物で環境が分かる（サンゴ：暖かく浅い海／シジミ：河口・湖）。
  5. ウ　ホットスポット　ホットスポット。プレート境界は発散（海嶺）・収束（海溝での沈み込み、大陸どうしの衝突）・すれ違い（横ずれ断層）の 3 種類。日本付近は北米・ユーラシア（大陸側）の下に太平洋・フィリピン海（海洋側）の 4 枚が集まる。
  6. ウ　マグニチュードは地震の規模で 1 つの地震に 1 つだが、震度は観測点ごとの揺れの強さで場所によって異なる　マグニチュードは規模（エネルギー）で地震ごとに 1 つ、震度は場所ごとの揺れの強さ。M が 1 大きいとエネルギーは約 32 倍、2 大きいと 1,000 倍。震度階級は 0〜7 で 5・6 に弱・強があり 10 段階。震源が深い・遠い場合は M が大きくても震度は小さいことがある。
  7. イ　石灰岩は主に炭酸カルシウムからなり、うすい塩酸をかけると二酸化炭素が発生する　石灰岩は CaCO₃ で塩酸に反応する。チャートは SiO₂ からなり非常に硬く、塩酸に反応しない。凝灰岩は火山灰が固まったもので粒は角ばっている。れき・砂・泥は粒の大きさで区別し、粒の大きいものほど河口の近くに堆積する。
  8. ア　5 km/s　A から B まで 100 − 60 ＝ 40 km を、P 波は 20 − 12 ＝ 8 秒で進んでいる。速さ ＝ 40 ÷ 8 ＝ 5 km/s。（A だけを使って 60 ÷ 12 でも同じ値になる。2 地点の差をとると発生時刻が分からなくても速さが出せる）
  9. イ　50 km　震源・震央・観測点は直角三角形をつくる（震央の真下に震源がある）。三平方の定理から 震源距離² ＝ 震央距離² ＋ 深さ² ＝ 30² ＋ 40² ＝ 2500。よって震源距離 ＝ 50 km。（6 : 8 : 10 の直角三角形）
  10. ア　石英・長石　石英・長石。火山岩は地表近くで急に冷えて斑状組織、深成岩は地下でゆっくり冷えて等粒状組織。無色鉱物は石英・長石、有色鉱物は黒雲母・角閃石・輝石・かんらん石で、SiO₂ が多いほど白っぽく粘性が高い（流紋岩質・低温）、少ないほど黒っぽく粘性が低い（玄武岩質・高温）。火山ガスの主成分は水蒸気、火砕流は高温のガスと火山砕屑物の高速の流れ。

発展

  1. 1000000　M の差は 8 − 4 ＝ 4。2 大きくなるごとに 1,000 倍なので、1,000 の 2 乗 ＝ 1,000,000 倍。（1 大きいと約 32 倍、32 × 32 ≒ 1,000）
  2. イ　A の堆積 → B の堆積 → 断層 F の形成 → 隆起・侵食 → 沈降して C の堆積　地層累重の法則より下の A が最も古く、B、C の順。断層 F は A・B を切っているので A・B より新しく、C を切っていないので C より古い。不整合面は B の堆積後に隆起・侵食され、沈降して C が堆積したことを示す。
  3. undefined　外核は液体の鉄・ニッケルからなると考えられ、S 波が外核を伝わらないことが根拠の一つである　外核は液体で、横波の S 波が伝わらないことが根拠。マントルは固体の岩石（ゆっくり流動はする）。プレート（リソスフェア）は地殻とマントル最上部を合わせた硬い部分。地殻とマントルの境界はモホロビチッチ不連続面。内核は高圧のため固体。
  4. ア　海溝型地震は沈み込むプレートの境界で起こり、海底の地形が急に変わると津波を起こすことがある　海溝型地震はプレート境界で起こり、規模が大きく津波を伴いやすい（2011 年東北地方太平洋沖地震）。津波は海底の変動で海水全体が動く波で、沖合では波高が小さくても海岸に近づくと高くなる。内陸型は震源が浅く、都市の直下で起こると被害が大きくなるが、ふつう津波は伴わない。緊急地震速報は速い P 波を検知して主要動（S 波）の前に知らせる。M が 2 大きいとエネルギーは 1,000 倍。

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