【中1理科】地層のつくり
地球の長い歴史を刻んだ「地層」。この地層を調べることで、過去の環境や出来事を知ることができます。例えば、恐竜が生きていた時代の土や火山の噴火による火山灰など、私たちが住む地球がどのように変化してきたのかを教えてくれる「地球のタイムカプセル」とも言えます。中学校1年生の理科では、地層の仕組みやつくりについて学びますが、その一つひとつが私たちの身近な自然と深くつながっています。さあ、地層の世界へ一歩踏み出し、過去の地球に思いを馳せてみませんか？
地層のつくり
地岩石の粒(小石・砂・粘土など)や火山灰などが、層状に 重なったものを地層という。地層は、海底のほか、川下や湖の底などに堆積してできたものである。
地層の重なり方
地層は、ふつうしまもようをつくっている。これをルーペなどでくわしく調べると、質のちがう層が重なっていることがわかる。
砂からできている層
粘土からできている層
小石が集まった層
火山灰が集まった層
などがあり、質によって色もちがっていることが多い。1つ1つの層の厚さもまちまちである。1枚の地層が非常に厚いために、しまもようがほとんどないものもある。
地層のでき方
地層の多くは海底の堆積物からできていますが、湖に堆積した地層や川下の川原に堆積した地層もある。また火山灰が風に運ばれて陸地に堆積した地層もある。関東ロームのような火山灰層は、この例である。
川から海に運ばれるものは、砂・シルト・粘土など、さまざまな粒度をもっており、これらがまじっていることが多いです。ところが、地層を見ると、1枚の地層では粒度がだいたいそろっており、それらが重なりあって地層をつくっている。堆積するまでにふるい分けが行われたためである。
しゅう曲
地層が横からの大きな圧力を受けると、しわの ようにおし曲げられる。これを、しゅう曲という。
しゅう曲の種類・仕方
しゅう曲のしかたはいろいろであるが、大きく分けると
対称的なしゅう曲… 山のようになった部分を背斜、谷のようになった部分を向斜という。
対称的でないしゅう曲…背斜または、向斜の両側の傾斜のしかたがちがったものである。
横だおししゅう曲…部分的に地層の重なり方が逆になる(地層の逆転)。
に分けられる。
しゅう曲の規模
しゅう曲には規模の小さいものと大きいものがある。一般に横からの圧力が大きく、圧縮量が多いとはげしくしゅう曲し、横だおししゅう曲のようなしゅう曲がおこる。このようなしゅう曲が、広範囲にわたって行われると、しゅう曲山脈をつくるようになる。
造山運動
造山で火山を除いた多くの山は、峰を連ねた山脈をつくっていることが多い。このような山脈の大部分は、大規模なしゅう曲作用によってつくられる。このような山脈をしゅう曲山脈といい、しゅう曲山脈をつくるような地殻変動を造山運動という。
アルプス山脈やヒマラヤ山脈のような世界の大山脈をはじめ、日本列島も造山運動によってできたものである。
しゅう曲山脈の構造
現在のしゅう曲山脈の構造を調べてみるとしゅう曲の高いところ(背斜の部分)が高くなったような単純なものではなく、非常に複雑なしゅう曲構造をしていることがわかる。それは、横だおししゅう曲していることがわかる。それは、横だおししゅう曲がいくつにも複雑に重なったものである。
環境の変化
川から運ばれる物質や海の状態に変化がなければ、同じような堆積物が重なってしだいに厚くなっていく。ところが、地層はふつう砂・シルト・粘土・小石などの層が重なりあってしまもようをつくっている。このように、ちがった層が重なって地層をつくる原因は、さまざまで単純ではないが、大地の変動が1つの原因と考えられる。
沈降
陸地が沈降すると、海岸線は陸地のほうに進行する。このため、これまで海岸から10kmはなれていた海底は海岸よりさらに遠くなり深さも深くなる。したがって、この場所への堆積物も変化し、一般にこれまでよりも粒の小さいものが堆積するようになる。また、陸地が上昇(隆起)した場合は逆になり、小さい粒の上に大きい粒が堆積する。
堆積岩
地層は、小石や砂・粘土などが堆積してできたものである。地層をつくっている砂や粘土などが、長い間にかたまってできた岩石を堆積岩という。堆積岩には、さまざまな種類があり、粒の大きさや成因などによって分類されている。このうち凝灰岩は他のものと成因が大きく異なる。
堆積岩の特徴
堆積岩は、堆積作用によってできたことを示すいろいろな特徴をもっている。堆積岩には、川から運ばれた小石・砂・シルト・粘土などが堆積してできたものが特に多い。したがって、このような堆積岩をつくっている粒は、角が取れて丸みをもっており、川原にある小石や砂などとその形が非常によく似ている。
堆積岩のもう1つの特徴は、化石を含んでいたり、化石 (生物の遺がい)からできたものがあることで、これも堆積 作用によってできたことを示す証拠である。
粒の形は角が食べて丸みを帯びている。
粒は、ほぼ同じ大きさである
化石を含むことがある
堆積岩の固結作用
堆積岩は、堆積した当時はほとんどかたまっていないが、長い間に少しずつかたまっていく。このため、同じような粒が集まった岩石でも、かたいものもあれば, やわらかいものもある。
堆積岩がかたまる理由
➊上に堆積した地層の重みでしだいに粒がしまっていくため
➋水にとかされた二酸化ケイ素や炭酸カルシウムが粒のすき間に沈殿し、粒を相互に結びつけていくため
堆積岩の分類
ものを分類するには、何を基準にして分 類するか決めなければならない。この基準を分類の観点といい、これの決め方によって、いろいろな分類ができる。
砕せつ岩…れき・砂・泥が海底に堆積。れき岩、砂岩、泥岩
火山砕せつ岩…火山噴出物が海底に堆積。凝灰岩・集塊岩。
生物岩…生物の死骸や殻などが海底に堆積。
化石岩…水に溶けていた化学物質が海底に堆積。石灰岩・チャート。
れき岩
直径が2mm以上のれきがおもで、そのすき間を砂がうめてかたまった岩石。れきの大きさはさまざまで、数十cmの大きさのものもある。れきの種類は火成岩・堆積岩・変成岩などさまざまで、かたい岩石からできているものが多い。しきは丸みをもったものが多いが、角ばったれきからできているものもあり、このようなれき岩を角れき岩という。
砂岩
砂がかたまってできた岩石。あらい砂から細かい砂のものまでさまざまである。ざらざらした感じで、色は白・黄・灰・黒などがある。かたさもさまざまで、古いものは非常にかたいものがある。かたいものは、石ひ・と石・土木工事などに利用される。
泥岩
砂よりもっと粒の細かい泥がかたまった岩石で、灰色から黒色のものが多い。シルト(粘土より少し粒が大きい)でできたものをシルト岩ともいう。
ケツ岩
泥板岩ともいう。泥岩のうち、うすく板状に割れる性質をもったものをいう。黒・灰・緑色などいろいろで、時代の古いものが多い。