地層と地質時代・化石 ── 問題
基礎
- 次の化石は「示相化石」「示準化石」のどちらですか。また何を示しますか。 トリゴニア （ア 示準化石（中生代） イ 示相化石（暖かく浅いきれいな海） ウ 示相化石（冷温帯の気候） エ 示相化石（河口や湖などの汽水・淡水））
- 次の出来事・生物はどの地質時代ですか。 史上最大の大量絶滅（ペルム紀末） （ア 古生代 イ 中生代 ウ 先カンブリア時代 エ 古生代（の末））
- 示準化石の条件として正しいものはどれですか。 （ア 現在も生きている生物 イ 短い期間に広い範囲で栄えて絶滅した生物 ウ 限られた環境にだけ長く生きた生物 エ 大型で目立つ生物）
- 地球の歴史約 46 億年のうち、先カンブリア時代が占める割合として最も近いものはどれですか。 （ア 約 3 割 イ 約 9 割（46 億〜5.4 億年前） ウ 約 1 割 エ 約 5 割）
標準
- 地層の観察について、地層が連続して堆積せず、いったん陸になって侵食されたあとに再び堆積した関係はどれですか。 （ア 不整合 イ 整合 ウ 貫入 エ 断層）
- ある岩石に含まれる放射性同位体の量を調べると、もとの量の 1/16 になっていた。この同位体の半減期を 5730 年とすると、岩石ができたのは約何年前ですか。
- 生物が陸上に進出できるようになった理由として正しいものはどれですか。 （ア 隕石が衝突したから イ 海が干上がったから ウ 気温が上がったから エ 光合成で増えた酸素からオゾン層ができ、有害な紫外線がさえぎられるようになったから）
- 相対年代と数値年代の違いとして正しいものはどれですか。 （ア 相対年代は年数、数値年代は前後関係 イ 相対年代は地層の上下や化石から「どちらが古いか」を決めるもの。数値年代は放射性同位体の半減期から「何年前か」を求めるもの ウ どちらも化石から決める エ どちらも放射性同位体から決める）
発展
- ある地質断面図で次のことが観察された。出来事を古い順に並べたものはどれですか。 A 層は断層で切られているが、その上の B 層は断層で切られておらず、A 層と B 層の間は不整合である。 （ア B 層の堆積 → 断層 → A 層の堆積 → 不整合 イ A 層の堆積 → 不整合 → B 層の堆積 → 断層 ウ A 層の堆積 → 断層 → 不整合（隆起・侵食）→ B 層の堆積）
- 地層に含まれるれきの中に花こう岩があった。この花こう岩と地層の新旧について正しいものはどれですか。 （ア 花こう岩は地層より古い（侵食されてれきになってから堆積したから） イ 花こう岩は地層より新しい ウ 同じ時代 エ 判断できない）
- 先カンブリア時代の縞状鉄鉱層ができた理由として正しいものはどれですか。 （ア 火山の噴火で鉄が降り積もったから イ 氷河が鉄を削って運んだから ウ シアノバクテリアの光合成で放出された酸素が、海水中の鉄イオンと結びついて沈殿したから エ 隕石が鉄を運んだから）
地層と地質時代・化石 ── 解答
基礎
- ア 示準化石（中生代） 示相化石は環境（限られた環境にすむ生物）、示準化石は時代（短期間に広く栄えた生物）。古生代：三葉虫・フズリナ、中生代：アンモナイト・恐竜・トリゴニア、新生代：ビカリア・ナウマンゾウ。答え：示準化石（中生代）。
- エ 古生代（の末） 先カンブリア（46〜5.4 億年前：生命誕生・光合成・全球凍結）→ 古生代（カンブリア爆発・上陸・石炭・最大の絶滅）→ 中生代（恐竜・アンモナイト・哺乳類出現・隕石で絶滅）→ 新生代（哺乳類繁栄・氷期・人類）。答え：古生代（の末）。
- イ 短い期間に広い範囲で栄えて絶滅した生物 時代を特定するには「その時代だけ」「どこにでも」いた生物がよい。環境を示すのは示相化石。
- イ 約 9 割（46 億〜5.4 億年前） 古生代の始まり（5.4 億年前）までが先カンブリア時代。生物の化石が少ないため細かく区分できない。
標準
- ア 不整合 答え：不整合。
- 22920 1/16 ＝ (1/2)^4 なので半減期 4 回分：5730 × 4 ＝ 22920 年前。
- エ 光合成で増えた酸素からオゾン層ができ、有害な紫外線がさえぎられるようになったから 古生代（シルル紀〜デボン紀）にシダ植物・両生類が上陸した。
- イ 相対年代は地層の上下や化石から「どちらが古いか」を決めるもの。数値年代は放射性同位体の半減期から「何年前か」を求めるもの ¹⁴C は数万年まで、K–Ar 法や U–Pb 法は億年単位に使う。
発展
- ウ A 層の堆積 → 断層 → 不整合（隆起・侵食）→ B 層の堆積 「切っているものが新しい」。不整合面より下だけにある構造は不整合より古く、不整合面や上の層まで切っている構造は新しい。答え：A 層の堆積 → 断層 → 不整合（隆起・侵食）→ B 層の堆積。
- ア 花こう岩は地層より古い（侵食されてれきになってから堆積したから） れきになるには、その岩石が先に存在して風化・侵食される必要がある。
- ウ シアノバクテリアの光合成で放出された酸素が、海水中の鉄イオンと結びついて沈殿したから 海水中の鉄が酸化しつくされたあと、酸素が大気中に増え始めた。
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