地層が下から上へ積もっている図を見ると、時間も途切れずに記録されているように感じます。しかし、堆積が止まったり、できた地層が削られたりすると、その場所に残る記録には抜けが生じます。そのあとに新しい地層が積もると、上下の間に時間の隔たりを持つ関係ができます。これを不整合といいます。
まずは、下の傾いた地層を、上の水平な地層が覆う模型から考えましょう。大切なのは「傾いた線がある」と覚えることではなく、積もる・傾く・削られる・また積もる、という出来事を図の証拠から並べることです。
古い層を削った面に、新しい層が積もる
初めに地層A、次にBが積もったとします。その二層が地殻の動きで傾き、上側を侵食されました。その侵食面を、新しい地層Cが覆います。今見える断面では、AとBの線が斜めで、Cの下面に切られた形になります。
このとき、Cの下の境界は、単なる二つの地層の境ではありません。古い層ができたあとに、傾きや侵食が起こり、さらに堆積が再開した経過を示す面です。図の中に見えない地層を勝手に補うのではなく、残った層の端がどこで切られているかを確かめます。
不整合は、必ず上下が斜めに交わるとは限らない
上下の地層がほぼ平行でも、間に堆積の中断や侵食による記録の欠けがあれば、不整合の関係になる場合があります。見た目の角度だけで定義すると、平行な例を見落とします。化石やほかの地域との比較など、時間の隔たりを判断する資料が必要になることもあります。
逆に、線が曲がっているだけで不整合と決めることもできません。地層が連続したまま曲げられた褶曲なのか、一部を削ったあと別の層が覆っているのかを読み分けます。問題文に境界面の性質が説明されていれば、その説明を図へ書き戻しましょう。
順番が分かっても、何年間かは別の情報
地層の断面から出来事の前後関係を判断できることがあります。しかし、侵食面があるだけでは、削られた厚さや、堆積が止まった期間を数字で決められません。薄い境界線が、短い時間を表すとは限らないのです。
本の途中のページが抜けていたと考えると整理しやすくなります。前と後のページが続いて見えても、その間に何ページ抜けたかは別に調べなければ分かりません。ただし、地層は印刷された本のように一定速度でできるわけではないため、厚さをそのまま年数へ置き換えないようにします。
年数のない層を、同じ長さの年表にしない
不整合を挟んで下に厚さ20m、上に厚さ10mの地層があるとします。厚さが二倍だから、下の層は二倍の時間をかけて積もったとは限りません。積もる速さが同じという条件がなく、途中に残らなかった記録もあり得るためです。厚さの物差しを、そのまま時間の物差しへ置き換えないようにします。
出来事を整理するときは、『堆積→傾動→侵食→次の堆積』のように順序だけを矢印で並べ、期間が分からないところには年数を入れません。四つの枠を同じ幅で書いたとしても、四つの出来事に同じ時間がかかったという意味にはしないことです。図の描き方が、新しい条件を勝手に加えないようにします。
年代の資料が追加されたら、その時点で時間の幅を書き込みます。それでも、上下の年代差が侵食だけの継続時間になるとは限りません。先に確定できる順序を決め、後から数値で絞る。この二段階を守ると、地層の歴史を詳しく説明しようとして、資料にない年月まで作ってしまうことを防げます。
例題1：四つの出来事を並べる
地層AとBは傾いており、その上端が同じ侵食面で切られています。その面を水平なCが覆っています。問題の条件として、A・Bの堆積時は水平で、傾いたのは一度だけ、Cが積もった後は変形していないものとします。「A・Bの堆積」「A・Bが傾く」「侵食」「Cの堆積」を古い順に並べてください。
答え・解説： A・Bの堆積、傾く、侵食、Cの堆積です。削られた対象のA・Bが、先に存在する必要があります。また、傾いた層を切る面の上にCが積もっているので、その侵食はCより前です。一般にあらゆる場所で同じ順序になるという話ではなく、今回の切られ方と条件から決めた順番です。
例題2：境界の上下に年代の手がかりがある
ある模型で、境界のすぐ下に残る層は約1200万年前、すぐ上の層は約800万年前にできたと示されました。二つの年代の差はいくらですか。また、「約400万年間、ずっと侵食だけが続いた」と断定できますか。
答え・解説： 差は約400万年です。しかし、その全期間に侵食だけが起きたとは断定できません。堆積しなかった期間、いったん積もってから失われた期間など、記録に残らない経過があり得るからです。分かるのは示された二つの年代の隔たりであって、間の出来事を毎年たどれたわけではありません。
断層の線と、不整合の面を混ぜない
断面図には、地層を切る断層が一緒に描かれることもあります。断層で左右の層がずれていることと、地層の記録が侵食などで抜けることは別の見方です。境界の一本を見つけたら、「ここで上下がずれたのか」「ここで古い層の上端が削られたのか」を確かめます。
解答前には、各出来事を短いカードにして並べ、図のどの部分が前後関係の根拠かを指せるようにしましょう。「下にあるから古い」だけでは足りない場面でも、何が何を切ったか、何が上を覆ったかを追えば、順序を組み立てられます。
削る働きは風化と侵食で、堆積物の特徴は粒の大きさで整理できます。不整合の図では、それらが一度だけでなく、時間を隔てて起こることを読み取ってください。