中学受験理科｜モレーンは氷の山？｜氷河が運んだ石の堆積

氷河のそばに弓形の丘や石の列が残ることがあります。モレーン、または堆石と呼ばれる地形は、氷河が運んだ岩石や土砂の堆積に関係します。氷が融けた後にも残るため、昔の氷河の位置を考える手掛かりになります。ただし、石の丘が一本あれば氷河が一回だけ前進した、と簡単に数えられるわけではありません。

氷が運ぶ物と、氷そのものを分ける

氷河は氷だけの塊ではなく、周囲から落ちた岩片や削り取った物を運ぶことがあります。氷河の縁や末端などへ集まる堆積物が、丘や列として残る場合があります。側方、中央、末端など、位置によって呼び分ける名称がありますが、まず図のどこへ土砂が集まったのかを見ることが大切です。

氷河が後退するときも、個々の氷は前へ流れている場合があります。末端で融ける量との関係で、境界の位置が山側へ移るためです。モレーンを過去の末端の目印として読む場面では、氷の粒の移動距離と末端の位置の差を混ぜないようにします。以下では、形成位置が確認された二本の末端モレーンを使う模型です。

氷800kg・岩片200kgの模型。図は質量の内訳を示し、氷と岩片の体積比や実際の並びではない。

例題1｜二本の目印の距離

地図の縮尺は5万分の1です。昔の末端を示す二本のモレーンの間隔が、地図上で1.8cmありました。地面に沿った実際の距離ではなく、地図上の水平距離に対応する実距離は何mですか。

答え・解説：1.8×50000＝90000cm＝900mです。斜面を歩く道のりや氷が移動した総距離を求めたわけではありません。二つの境界の水平位置の差です。縮尺の計算では、最後にセンチメートルからメートルへ直します。

例題2｜堆積物と氷を一緒に量ったら

ある模型の材料は氷800kgと岩片200kgから成ります。氷が全て融け、その水が外へ流れ去り、岩片は全て残りました。残る質量と、初めの全体に対する割合を求めましょう。

答え・解説：岩片200kgが残ります。初めは1000kgなので、200÷1000×100＝20％です。氷がなくなっても、運ばれてきた岩片まで消えるわけではありません。岩片も流される現実の場所へ、この残存率をそのまま使うことはできません。

丘の本数を年数にしない

氷河の末端がしばらく同じ付近にとどまれば、そこへ土砂が集まりやすくなる場合があります。一本の丘が一年を表すという規則がなければ、丘十本から十年とは読めません。後から削られた丘や、複数時期の堆積が重なった丘もあり得ます。数が対応する条件を確認してから時間の計算へ進みます。

二本の丘の間に新旧関係が示されても、それぞれの正確な年代がなければ平均後退速度は出せません。距離だけと、距離と時間がそろった資料では、求められる量が違います。仮に九百メートルの変化に百五十年かかった模型なら平均六メートル毎年ですが、途中で一定速度だったことまで表しません。位置の記録を多く集める意味があります。

粒の混じり方を別の証拠と合わせる

氷河の直接の堆積には、粒の大きさがさまざまに混ざるものがあります。しかし、大小の粒が混ざっているだけで全て氷河起源と決めることはできません。周囲の地形、岩片の特徴、堆積の位置などを合わせます。融けた水によって運び直された部分では、流れによる粒の分かれ方も加わる場合があります。

大きな岩が一個あることと、その周囲全体がモレーンであることも同じではありません。迷子石のように岩の由来を調べる問題と、堆積物の丘の配置を調べる問題は、対象の広さが違います。写真の一部分を拡大して得た証拠を、地形全体へ無条件に広げないようにしましょう。

失われた氷の厚さは直接分からない

モレーンの高さだけから、昔の氷河全体の厚さを決めるには追加の条件が必要です。堆積した位置、後の侵食や地形の変化も考えます。高い丘があるから氷も同じ高さだけ厚かった、と一対一に結び付けるのは早計です。図に描かれた氷の輪郭が観測による復元なのか、説明用の模式線なのかも区別します。

モレーンは過去を語る重要な記録ですが、その記録の残り方にも限界があります。氷の運動、末端の移動、土砂の堆積という三つを分ければ、氷河がなくなった場所の写真からでも、何を根拠に推定したかを筋道立てて説明できます。

川が運んだ石との違いを資料で比べる

川の堆積物では、流れの速さや場所によって運ばれやすい粒が変わり、粒径の分布に特徴が出ることがあります。一方、氷河が直接残した堆積物には、大きな岩片と細かな粒が一緒に含まれるものがあります。ただし、これは一枚の写真だけで成因を断定できるという規則ではありません。粒の大きさを調べた資料は、谷の形や堆積した位置を示す資料と組み合わせます。

同じ丘でも、表面の石だけを拾った標本と、内部まで調べた標本では、見える粒の割合が違う可能性があります。雨や融けた水によって細かな粒が後から動けば、地表には大きな石が目立つようになります。表面写真が元の堆積物全体の配合をそのまま示すとは限りません。観察した深さと範囲が分かる断面資料があると、堆積後の変化も考えられます。

地図の二本のモレーンに年代が付いている場合は、新しい方が谷の上流側か下流側かを確認します。単に二本の間隔を求めただけでは、前進か後退かの向きは決まりません。年代の順番を矢印で結び、谷の上下と対応させることで、境界の移動を説明できます。氷河の流れそのものの向きと、末端の移動の向きを別の色で描くと、後退という言葉の誤解を防げます。

氷河の問題では、氷が融ければ何も残らないと思い込みやすいものです。けれども運んだ岩片や削った跡は、その後の風景にも残ります。現在ある物を一つずつ数えるだけでなく、「この石は運搬され、その後に氷が失われた」という時間順の説明を作ってみましょう。過去の地形を読むときには、残った証拠と、今は失われた物の推定を区別することが大切になります。