中学受験理科｜川の跡なのに尾根になる？｜エスカーと氷の下の水路

川は低い所を流れるのに、昔の水路に沿って細長い尾根が残ることがあります。エスカーと呼ばれる、氷河の融解水が運んだ砂やれきの高まりです。現在の地面だけを見て「水が高い尾根の上をずっと流れた」と考える前に、堆積した当時には周囲を氷が囲んでいたことを想像します。

氷の下の水路にたまる砂とれき

氷河がとけて生じた水は、氷の下などの水路を流れます。水が運んだ堆積物が水路にたまり、周囲の氷が後にとけると、砂やれきが細長く残ることがあります。現在は尾根でも、堆積時には氷の中の通り道だったという時間順序が大切です。

氷河そのものが運んで残す堆積物と、融解水が運び直した堆積物は、特徴が違う場合があります。水に運ばれた粒の分かれ方や層のつくりは、その違いを考える手掛かりです。ただし一つの断面の粒だけで、地形の由来を必ず確定できるわけではありません。

図：普通の河川侵食と区別し、氷内の堆積と融氷後の細長い高まり。数値は本文の例題条件に対応する模型です。

最初は氷の中に水路があり、そこを水が流れます。次に水路へ砂やれきが堆積します。最後に周囲の氷がなくなり、堆積物の高まりが残ります。この順番なら、低い通り道がなぜ現在の高まりになるのかを説明できます。

「氷が全部とけた後に水路の形をした氷の壁ができる」といった逆順の図は成り立ちません。地形の問題では、今ある物だけでなく、昔はあって今は消えた物を補って読む必要があります。ここでは消えた氷が、その重要な材料です。

エスカーを単純化し、断面が底辺12m、高さ3mの三角形で、同じ断面が長さ500m続く模型にします。堆積物の体積を求めなさい。両端の形の違いは考えません。

答え・解説： 断面積は12×3÷2＝18平方m。体積は18×500＝9000立方mです。底辺×高さをそのまま使うと、三角形ではなく長方形の断面を数えることになります。地形の実物が正確に三角柱という意味ではなく、指定された模型での計算です。

模型の水路へ、ある期間に合計12000立方mの堆積物が運び込まれました。そのうち9000立方mが残り、残りは下流へ出たとします。水路内へ残った割合と、下流へ出た体積を求めなさい。最初に堆積物はなかったものとします。

答え・解説： 残った割合は9000÷12000×100＝75%。下流へ出た量は12000−9000＝3000立方mです。現在残る9000立方mを、その期間に運ばれた全量だと扱うと、通り抜けた分を見落とします。

細長い高まりが曲がりくねっていることは、水路に沿った堆積を考える手掛かりになります。しかし、地図上の曲線だけでは水の向きを一意に決められない場合があります。上流・下流を判断するには、地形全体や堆積構造などの資料が必要です。

現在の表面の傾きが、そのまま氷河の下にあった水の流れを決めていたとも限りません。氷の下の水には周囲の氷の圧力なども関わります。中学入試では、その専門的な計算を持ち込む必要はありませんが、「今の高低差だけで昔の向きを断定しない」という限界は残しておきます。

砂とれきがそろっている層を見つけたら、水による運搬や分級を考えられます。しかし普通の川でも同様の堆積が起こり得ます。氷河に関係する地形だと判断するには、周囲の氷河地形や分布など、別の資料と組み合わせます。

逆に、粒の大きさが一様でないから水が関わっていないと即断するのも適切ではありません。流れの強さや供給された粒の種類が途中で変われば、複数の層ができます。断面の一部だけを全体の代表にしないように、観察位置を確かめます。

昔の尾根と現在の尾根を比べて高さが低くなっていても、必ず内部の氷がとけたとは言えません。エスカーでは、残る高まりの材料は砂やれきです。侵食や人による掘削なども考えられます。氷核を持つピンゴの記事との違いは、まさに内部に何があるかです。

このように、見た目が似た丘でも形成過程は異なります。地形の名称を丸暗記するより、氷、水、堆積物がそれぞれいつどこにあったかを矢印で追うと、初めての断面図にも対応できます。最後に、現在の形だけから言えないことを一つ挙げられると、資料の読み方がより確かになります。

砂やれきの高まりには粒の間のすき間があります。9000立方mという地形の体積を、そのまま隙間のない岩石の体積として使うことはできません。問題が空隙率を与えた場合には、その割合を除いて粒そのものの体積を求めます。密度も、粒の密度なのか堆積物全体の見かけの密度なのかを確認します。

川底から削られた量と、堆積後に測った体積は、すき間の割合が変われば一致しないことがあります。例題2は同じ基準の体積で足せる模型にしています。異なる場所の実測体積を比較する資料なら、その基準がそろっているかが追加の論点になります。

一本に見える尾根も、途中が切れたり、枝分かれしたりしている場合があります。地図で途切れた所を必ず一本の直線でつなぐのではなく、観測された範囲と推定した部分を違う線にします。昔の氷下水路を復元する説明では、この描き分けが、現在の地形からどこまで確かめたかを示します。