A地点とB地点で、地面を掘って調べました。どちらにも、砂の層と泥の層、その間に火山灰の層があります。二つの場所の地層を、どう対応させればよいでしょうか。
「上から三番目だから同じ」「同じ深さだから同じ」。それだけで線を結ぶ前に、地層を比べるための目印を探してみましょう。
一度の噴火を、離れた場所で見つける
噴火で出た火山灰が、広い範囲に降り積もることがあります。同じ噴火で降った火山灰の層を確認できれば、離れた場所でも、ほぼ同じ時期にできた層として対応させる手がかりになります。
地層が積み重なる長い時間と比べると、一度の噴火で火山灰が降る期間は短いものです。広がりがあり、ほかの層と見分けられることが、目印として役立つ理由です。このように地層を比べる目印になる層を、鍵層といいます。
ただし、すべての噴火で遠くまで同じように火山灰が積もるわけではありません。火山灰があるだけで、どことでも比べられるという意味ではないことも押さえておきましょう。
同じ色だから、同じ噴火とは限らない
火山は何度も噴火します。そのため、別の噴火による火山灰の層が、いくつも重なっていることもあります。
色が似ているからといって、すぐに同じ層と決めてはいけません。実際の調査では、含まれる鉱物などの特徴も調べて比べます。入試問題なら、「同じ火山灰である」「鉱物の特徴が一致する」といった資料や条件を確認してください。
大切なのは「火山灰という名前が同じ」ではなく、「同じ噴火に由来する層だと対応させられる」ことです。ここでは、降った火山灰が後で別の場所へ運ばれて積もり直した場合は考えないものとします。
地表からの深さと、層の高さは違う
地層を柱のような図で示したものを、柱状図といいます。二つの柱状図を比べるときは、目盛りが何を表すのかも確かめます。
「地表からの深さ」が同じでも、地表の標高が違えば、その層の標高は同じとは限りません。逆に、地表からの深さが違っていても、同じ層が見つかることはあります。
まず特徴から層を対応させ、その後で、地表の標高や深さの数値を使って位置を考えます。見た目の高さだけで先に線を引くと、図の基準を取り違えやすくなります。
最後に、一問だけ
A地点では地表から2m、B地点では地表から5mの深さに火山灰の層がありました。深さが違うので、別の噴火でできた層だと決めてよいでしょうか。
それだけでは決められません。地表の標高や、上に積もった地層の厚さなどが違う可能性があります。同じ噴火の火山灰かどうかは、層の特徴や問題の資料を確かめて判断します。
地層の問題では、「同じ時期の目印」と「今ある位置」を分けて見てください。いつできた層なのかと、今どの高さにあるのかは、別々に整理する情報です。
柱状図の上端を、同じ高さだと思わない
柱状図が紙の上で横並びになっていると、地表も水平に並んでいるように見えます。けれども、各図の上端がそれぞれの地点の地表を表しているなら、地表の標高が違うかもしれません。深さの目盛りだけを比べて、地層が傾いていると決めないようにしましょう。 標高は共通の基準から測った高さ、深さはその地点の地表から下へ測った距離です。地層の標高は「地表の標高−地表からの深さ」で表せます。この計算をする前に、二つの火山灰が同じ噴火に由来するという条件が必要です。違う層の高さを計算してそろえても、対比の根拠にはなりません。
火山灰が見つからない柱を、すぐ別の時代にしない
AとBには特徴の一致する火山灰層があり、間のCでは見つからなかったとします。この記録だけで『Cの地層は別の時代』とは決まりません。薄くなって観察しにくい、調べた深さに達していない、いったん積もった後に削られたなど、見つからない理由を区別する必要があります。何もないという印と、調べていない範囲の空欄も同じではありません。
たとえばCの調査が深さ10mまでで終わり、対応する層がもっと下にある可能性が残るなら、調査の打ち切りを地層の消失と読み替えることはできません。柱状図の下端が岩盤の終わりを表すのか、掘った範囲の終わりを表すのかを、凡例で確かめます。
火山灰は便利な目印ですが、目印の線をすべての柱へ機械的につなぐのは別の誤りです。粒の特徴や上下の重なり方が対応しているかを先に確認します。『同じ層とみなす根拠』と『見つからない理由』を並べて書くと、線を引ける範囲と保留すべき範囲が明確になります。
例題1：深さが違うのに、層の高さは同じ
A地点の地表は標高100mで、鍵層は深さ8mにあります。B地点の地表は標高105mで、同じ鍵層が深さ13mにあります。鍵層の上面を測った値とすると、二地点でその上面の標高は何mですか。 答え：どちらも92mです。 Aでは100−8、Bでは105−13を計算します。Bは地表が5m高い一方、鍵層までの深さも5m深いので、同じ高さに達します。8mと13mの差だけを見て「5m傾く」としてはいけません。 ただし、二つの地点で高さがそろったことだけで、周囲の地層がどの方向にも完全に水平だとまでは証明できません。二地点を結ぶ方向では高低差が見られない、という結果です。問題で地層が水平だと仮定しているのか、観測値から傾きを推定するのかを区別してください。
例題2：どちらへ低くなっている？
Aの東200mにC地点があります。Cの地表は標高102m、同じ鍵層の上面までの深さは14mです。AからCへ向かって、鍵層の上面は高くなっていますか、低くなっていますか。途中に断層や褶曲はなく、地層が一様に傾くものとします。 答え：東へ4m低くなっています。 Cの標高は102−14＝88m。Aの92mから88mへ下がります。地表の高さはCの方が高くても、鍵層はCの方が低いのです。地表の傾きと地層の傾きは別に読むことが分かります。 一様な傾きという条件なら、水平距離200mで4m下がるので、100m当たり2mの低下です。ただし、この値をそのまま遠く離れた場所まで延長してよいとは限りません。ここでは問題に与えた範囲のモデルで考えています。 図に記入する数字は、地表の高さ、層までの深さ、引き算で得た標高の三つです。答えを急ぐときほど、最後の標高を空欄のまま比較しがちです。柱の横に基準線を一本引き、そこから鍵層までの高さを書いてから線を結んでみてください。化石による年代の推定と組み合わせる場合も、年代の一致と現在の高さの一致を別々に説明できることが大切です。