中学受験理科｜カールは火山の火口？｜圏谷の形と氷河の証拠

山の上部に、おわんのようなくぼ地と急な壁があると、火山の火口を連想するかもしれません。しかし、氷河が削ってできた圏谷、カールという地形もあります。丸くくぼんでいるという形だけで、でき方を一つへ決めないことが大切です。等高線、谷のつながり、周囲の岩石など、複数の資料を合わせて考えます。

山の上部で氷河が削る場所

カールは、山地の氷河による侵食と関係する、急な壁に囲まれたくぼ地です。谷の上部に見られ、底に湖ができる場合もあります。現在そこに氷河が見えなくても、過去の侵食地形が残ることがあります。氷がない写真だから氷河と無関係、と判断しないようにします。

一方で、くぼ地に水がたまっているだけなら、火口湖や別の原因による湖の可能性もあります。湖の存在は水をためる地形を示しますが、でき方の十分な証拠ではありません。資料が氷河の削った跡や堆積物、周囲の谷の形を説明していれば、それをつないで根拠を増やします。名称より先に、証拠の種類を整理しましょう。

カールを横から見た模式図。壁と底の標高差300mを、削られた平均の厚さと取り違えない。

例題1｜高さの差を等高線で読む

模型のカールで、底の標高は2400m、周囲の壁の上端は2700mです。高さの差は何mですか。標高2700mをそのまま壁の高さと言ってよいでしょうか。

答え・解説：2700−2400＝300mです。標高は海面などの基準からの高さで、底から上端までの差とは異なります。図の縦軸が標高か、底をゼロにした高さかを読み分けます。壁に沿って登る距離は、この高さの差だけでは求められません。

例題2｜湖の体積の模型

カールの底にある湖を、水平面積20000m²、平均水深4mの模型で表します。体積は何m³ですか。最深部が10mだから、全体を10mとして掛けてよいでしょうか。

答え・解説：20000×4＝80000m³です。最深部を全体へ使うと200000m³となり、浅い場所まで十メートルとして数えます。平均水深は、面積に応じた水深の平均として与えられた値です。最も深い一点と全体の平均を分けます。

地図の丸い線が全て閉じた穴とは限らない

等高線が曲がっている様子を読むときは、低い側へ谷が開いているかを確認します。閉じた輪郭のように見えても、図の一部が切り取られているだけかもしれません。水がどこへ流れ出るか、周囲の谷とどうつながるかを見ます。形の似た地形を区別するには、立体を想像する前に標高の数字を追うことが役立ちます。

縮尺の異なる平面図と断面図を比べる場合、縦方向が強調されていることがあります。紙面で急な壁に見えても、縦横が同じ縮尺でないなら、その角度は実際の斜面角度ではありません。断面図から高さの差は読めても、分度器で測った角度を実物へ使えるとは限りません。説明用に見やすく描いた図の目的を確認します。

火山由来かを決める追加の資料

岩石の種類、噴出物の層、周囲の断層や谷の形などが、成因を考える材料になります。ただし、火山岩がある場所に氷河地形ができないわけではありません。地面の材料と、その後に削った作用は別の時代の出来事かもしれないからです。「火山岩があるから全部火口」という短絡を避けます。

氷河の侵食でも、どの程度削られたかを一枚の現在写真だけで計算することはできません。削られる前の形や失われた体積の推定が必要です。現在の湖の体積を、そのまま全て削られた岩石の体積にすることもできません。底へ堆積した土砂や、水面より上のくぼ地を考える必要があります。

湖の色は地形の名前とは別

氷河に関連する湖の色は、細かな懸濁物などに影響されることがありますが、青い湖なら全てカールの湖と判断することはできません。照明、深さ、底の色などでも見え方は変わります。形、岩石、堆積物、色という違う種類の情報を並べ、どれが成因を直接支えるかを考えます。

中学入試の見慣れない地形では、知っている名前へ当てはめたくなります。まず「底の標高」「周囲との差」「谷の開く向き」を読み、その後に資料の説明とつなげると、形の印象だけに引きずられません。カールと火口の比較は、似た見た目でも違う成り立ちがあることを学ぶ具体例です。

等高線の数より、数字の差を先に使う

地図に等高線が何本あるかを数えるだけでは、底と壁の高低差は決まりません。一〇〇メートルごとの線と二〇メートルごとの線では、同じ本数でも表す高さが違います。また、最初と最後の線を含めた本数と、その間の区間数は一つ違います。標高の数字が両端に示されているなら、まず差を求め、途中の線はその差と矛盾しないかを確かめるために使います。

斜面の急さを比べる場合には、同じ縮尺の地図で、同じ標高差がどれくらいの水平距離に収まっているかを見ます。狭い間隔に同じ高さの変化が集まっていれば急な斜面です。ただし、湖の水面のような平らな場所と、その周囲の壁を同じ方法で見てしまうと混乱します。どこからどこまでを比べているか、地図上の線を引いて対象を限定しましょう。

湖の体積を考える例題では、平均水深の意味も丁寧に扱います。浅い岸辺の広い範囲と、狭い最深部の一点を同じ重みで平均すると、湖全体の平均にはならないことがあります。例題は面積に応じた平均水深を与えています。もし水深別の区画図が与えられたなら、それぞれの区画の面積と水深から体積を求め、最後に足す方法が使えます。

丸いくぼ地という形の印象から離れ、等高線で高さを確かめ、氷河に関係する他の地形を探す。この順序なら、見慣れない写真でも資料を根拠に説明できます。火口との区別では、単に片方の名前を否定するのではなく、氷河による侵食を支持する記述がどこにあるかを示しましょう。地形名の暗記を、地図や断面図から証拠を拾う学習へつなげることができます。