「風化」という字を見ると、風が岩を削る場面を思い浮かべるかもしれません。しかし、風が吹かなければ風化しない、ということではありません。地表付近の岩石が、水や空気、温度の変化などの影響を受けて、割れたり性質が変わったりしていく現象を考えます。中学受験の地学では、岩石が変化することと、それが削り取られて移動することを、図の中の出来事として分けましょう。
その場所で岩石が変わっていく
岩石は長い間、地表の環境にさらされると、もろくなっていくことがあります。たとえば、岩石の割れ目に入った水が凍って体積を増すことは、割れ目を広げる働きにつながります。温度の変化などで割れ目が増え、岩石が細かくなることもあります。こうした形の変化を、物理的な風化として整理できます。
一方、岩石をつくる鉱物が水や空気との関わりで別の物質へ変わるような、化学的な風化もあります。「風化したら必ず、もとの成分のまま小さくなるだけ」とは限りません。小学生の段階では、細かく砕ける変化と、成分の変化が関係する場合があることを分けて理解すれば十分です。名称を増やすことより、何が変わった図なのかを説明できるようにします。
侵食・運搬・堆積は、何をしている場面か
流れる水などが地面や岩石を削る働きは侵食です。削られたものを運ぶ働きが運搬で、運ばれたものが積もることが堆積です。これらを並べると、もろくなった岩石から粒が離れ、川へ入り、下流へ運ばれ、流れが弱まった所などにたまる道筋を考えられます。
ただし、自然ではこれらが、教科書の一列の矢印どおりに別々の時間で起きるとは限りません。風化と侵食が並行して進むこともあります。風化した粒がまだその場所に残っている場面と、水流に運び去られる場面を分けて読むために、言葉を使っているのです。「雨が関係したから全部侵食」「移動していないから何も変わっていない」とは判断しません。
風という字ではなく、観察された変化を見る
同じ岩の写真でも、表面が以前よりぼろぼろになっているのか、川の流れで一部が削り取られたのか、割れた石が遠くへ動いたのかで、説明する出来事は違います。問題に「割れ目の水が凍った」とあれば、水の状態変化と体積に注目します。「土砂を含む水が流れて岩の表面を削った」なら、流れの働きに注目します。
見た目が丸い石についても、丸いという形だけから、すべて同じ経緯だったと断定しないようにしましょう。川で運ばれる間にぶつかって角が取れる場合もあれば、その場での風化によって形が変わる場合もあります。形に加えて、どんな場所にあり、どのような変化が観察されたかを使います。
細かく割れたとき、失った質量と露出した面積を混ぜない
一辺2cmの立方体を、一辺1cmの立方体八個へすき間なく分ける模型を考えます。体積の合計は分ける前も後も8立方cmです。しかし、表面積は元の24平方cmから、八個で48平方cmへ増えます。細かくなったことを、物質が半分消えたことと同じにはしません。
岩石が割れて細かくなる場合にも、外に触れる面が増えることを考える手がかりになります。ただし、岩の破片がきれいな立方体になるという意味ではなく、面積と体積を分けるための模型です。化学的な風化の速度が必ず二倍になる、とこの面積比だけから結論することもできません。
質量を比べる実験なら、欠片をすべて回収したか、水分が増減していないかも確かめます。大きな石だけを量り直して軽くなっても、周囲に落ちた破片まで含めた総量が減ったとは限りません。粒が小さくなった、露出面が増えた、回収した質量が減ったという三つの観察を別々に記録しましょう。
例題1 どの場面に、移動があるか
次の三つを考えます。Aは、岩の割れ目に入った水が凍ることを繰り返し、岩が割れたが破片はその場に残った場面。Bは、その破片が増水した川の水に運ばれた場面。Cは、流れが緩やかになった場所に破片が積もった場面です。それぞれで中心となる変化を答えてください。
答え・解説： Aは風化、Bは運搬、Cは堆積です。Aでは岩がその場所で砕ける変化、Bでは破片の移動、Cでは運ばれた破片が積もる変化に注目します。Aを「水が関係しているから運搬」とすることはできません。Bで川底を削る作用も起きる可能性はありますが、ここで述べられている中心の出来事は、すでにある破片が運ばれることです。
例題2 風が吹かなくても変化するか
風を直接受けない場所にある岩石で、時間をおいて観察すると、鉱物の一部が変化して表面がもろくなっていました。岩石は水や空気に触れていたものとします。「風が当たっていないので、これは風化ではない」と説明してよいでしょうか。
答え・解説： その説明は適切ではありません。風化は、風が直接削る働きだけを指す言葉ではないからです。この条件は、水や空気との関わりで鉱物が変化する化学的な風化と合います。ただし、色が変わったという一つの見た目だけで、変化した鉱物の種類まで特定できるわけではありません。問題に書かれている「鉱物が変化した」という条件と、観察だけで分かる範囲を分けます。
小さくなっただけで、砂や泥と決めない
風化で細かくなったものを分類するときも、「もろいから泥」「茶色いから砂」といった決め方はしません。れき・砂・泥の区別では粒の大きさが手がかりになります。風化はできる過程、粒の大きさはできたものの性質です。同じ問いに答えている言葉ではないので、問題がどちらを聞いているか確かめます。
粒の分け方はれき・砂・泥の違い、川が削る位置は曲がった川の外側と内側で確認できます。岩石から土砂へ、土砂から地層へというつながりを、名前の並びではなく、物がどう変わり、どこへ行くかでたどってみてください。