海底の岩石の年代と、海嶺からの距離を並べると、大地が動いてきた速さを考えられます。ただし、最後に「2倍するかどうか」で迷いやすい問題です。右側の岩石が中心から離れる速さと、左右の岩石の間隔が広がる速さは、同じではありません。
中学入試では、初めて見る海底の資料を出し、説明文から規則を読み取らせることがあります。専門的な言葉を先に暗記するより、「どこを出発点とする距離なのか」「何年間に対応するのか」を図に書き込むことが大切です。
岩石に残る磁気を手がかりにする
海嶺ではマグマが上がり、新しい海洋地殻がつくられます。岩石に含まれる磁性をもつ鉱物は、冷えていく過程で当時の地球の磁場に対応する磁化を記録します。地球の磁場の向きは、長い時間の中で逆転してきました。
その記録を海嶺から離れる方向に調べると、磁気の異なる帯が並ぶことがあります。地図に色で塗られたしまは、海底の表面に実際に赤や青の線が見えるという意味ではありません。測定した磁気の特徴を区別して描いたものです。
中心から片側までを測った距離
新しい岩石が中心付近ででき、その後一定の速さで外側へ移る模型を考えます。100万年前にできた岩石が海嶺から20kmの地点にあれば、片側の移動は100万年で20kmです。この距離に、反対側の20kmはまだ含まれていません。
左右が対称に同じ速さで動くなら、同じ年代の岩石どうしの間隔は40kmです。その間隔が広がる速さは、片側の速さの2倍になります。「海底が広がる速さ」という言葉だけで判断せず、問題が片側の移動を指すのか、両側の離れる速さを指すのかを確かめます。
例題1：20kmと100万年をcm毎年へ直す
海嶺をはさんで、100万年前にできた岩石が左右それぞれ20km離れた場所にあります。中心の位置は変わらず、岩石は左右対称に一定の速さで離れた模型とします。片側の移動の速さと、左右の間隔が広がる速さを、cm/年で求めなさい。
答え・解説： 20kmは200万cmです。200万cm÷100万年＝2cm/年が片側の速さです。両側の間隔は4cm/年で広がります。20kmを2万cmと直してしまうと100分の1になるので、1km＝1000m、1m＝100cmの二段階を確認します。
検算には、2cmを100万回積み重ねると200万cm、すなわち20kmになることを使えます。大きな年代と小さな年あたりの長さが同じ式に入るため、単位を途中で省略しない方が間違いに気づきやすくなります。
しまの幅は時間と速さの両方に関係する
磁場の向きが一つの状態だった期間に、一定の速さで岩石が生み出されて離れていけば、その期間が長いほど帯は広くなります。ただし、帯が広い原因を期間の長さだけに決めつけるには、移動の速さが同じという条件が必要です。
磁場の逆転は、一定間隔で規則正しく起こる時計ではありません。また、現実の海嶺では左右が完全に同じ速さとは限らず、断層などの影響もあります。本稿の対称図は、二倍の意味を読むために条件をそろえた模型です。実測図を読むときは、図が対称であること自体も確認の対象になります。
例題2：帯の幅から続いた期間を求める
海嶺の片側で、ある磁気の帯の幅が6kmでした。この帯ができた期間の片側の移動速度は2cm/年で一定とします。その磁場の状態が続いた期間を求めなさい。帯の幅は、海嶺から離れる方向に測ったものです。
答え・解説： 6kmは60万cmです。60万÷2＝30万年になります。片側の帯の幅に、片側の速さを使っているので、ここでさらに2倍や2分の1にはしません。左右に同じ帯があっても、同じ時期の記録が二か所にあるのであって、期間が二度続いたわけではありません。
帯の外側の端までの距離と、帯そのものの幅も区別します。中心から外側の端まで18km、内側の端まで12kmなら、帯の幅は18－12＝6kmです。18kmをそのまま使うと、その帯より新しい部分の時間まで足してしまいます。
年代の差を使う場面もある
海嶺の位置が図にない場合でも、二地点の年代差と距離差から平均の速さを求めることがあります。例えば同じ側の二地点を比べるなら、古い岩石ができてから現在までの全期間ではなく、二地点の岩石ができた時期の差に対応する距離を取ります。
このときも、同じ側か、反対側かを先に確かめます。資料に「100万年前」「200万年前」とあるだけで、200万年を分母へ入れないこと。解き直しでは、使った距離に一本の両矢印を引き、対応する時間をその下へ書いてください。距離と時間の組がそろえば、広大な海底の問題も、速さの基本に戻して考えられます。