地学ちがく を 学まなぶ

この 章しょう で 学まなぶ こと

高校こうこう地学ちがく は、 中学ちゅうがく で 学まなんだ 「火か山ざん・地じ震しん・気象きしょう・天てん体たい」 を 出発しゅっぱつ点てん と し、 地ち球きゅう と 宇宙うちゅう を 1 つ の 科か学がく と し て 体たい系けい的てき に 学がく ぶ 教科きょうか です。 第だい 1 章しょう で は 全体ぜんたい像ぞう と 学がく び 方かた を 整理せいり し ます。

• 高校こうこう地学ちがく が あつ かう 4 領域りょういき (固こ体たい地ち球きゅう・大気たいき・海洋かいよう・宇宙うちゅう) を 知ち る
• 中学ちゅうがく と 高校こうこう で の 学がく び 方かた の ちがい を 理り解かい す る
• 地ち球きゅう科か学がく の 観測かんそく と 計測けいそく の 方法ほう を 知ち る
• 地学ちがく で よ く 使し う 単位たんい と 桁けた数すう の 感かん覚かく を つかむ
• 野や外がい観察かんさつ と 災さい害がい に つ い て の 安全あんぜん配慮はいりょ を 身み に つ け る

ポイント: 地学ちがく は 「今いま の 地ち球きゅう を 観かん察さつ す る だ け」 で は な く、 「46 億おく年ねん の 歴れき史し と 138 億おく光こう年ねん の 宇宙うちゅう」 を あ つ か う 壮そう大だい な 科か学がく で す。 数すう億おく年ねん と 数すう万まん km と い う 「人ひと の 感かん覚かく を こ え た スケール」 を 学がく ぶ こ と が 高校こうこう地学ちがく の 醍だい醐ご味み で す。

1. 地学ちがく と は な に か

地学ちがく (地ち球きゅう科か学がく、 Earth Science) は、 地ち球きゅう と 宇宙うちゅう を 物ぶつ理り・化か学がく・生物せいぶつ の 知ち識しき を 総そう動どう員いん し て 解かい き 明めい か す 学がく問もん で す。 地ち球きゅう そ の も の を 実験じっけん室 に 入いり れ る こ と が で き な い た め、 観測かんそく と シミュレーション が 主おも な 武ぶ器き に な り ます。

地学ちがく が あつかう 4 領域りょういき

領りょう域いき	主おも な テーマ	中学ちゅうがく と の 接せつ続ぞく
**[[固体地球	こたいちきゅう]]**	地ち球きゅう の 内ない部ぶ、 プレートテクトニクス、 [[地震
**[[大気	たいき]]**	大たい気き の 構こう造ぞう、 大たい気き大だい循じゅん環かん、 天てん気き、 [[気候変動
**[[海洋	かいよう]]**	[[海流
**[[宇宙	うちゅう]]**	[[太陽系

中学ちゅうがく地学ちがく と 高校こうこう地学ちがく の ちがい

観かん点てん	中学ちゅうがく地学ちがく	高校こうこう地学ちがく
あ つ か う 範はん囲い	身近みぢか な 自し然ぜん と [[太陽系	たいようけい]]
説せつ明めい の 仕し方かた	言こと葉ば と 図ず が 中ちゅう心しん	**[[数式
時じ間かん スケール	数すう千せん年ねん 〜 数すう億おく年ねん	138 億おく年ねん ([[宇宙
空くう間かん スケール	km 単たん位い	**[[光年
主おも な 道どう具ぐ	[[気象	きしょう]]観測かんそく機き器き、 地ち球きゅう儀ぎ

大事だいじ: 高校こうこう地学ちがく で は 中学ちゅうがく と ち が い、 「な ぜ そ う な る の か」 を 物理ぶつり の 法ほう則そく や 化学かがく の 反はん応のう で 説せつ明めい し ます。 物ぶつ理り や 化か学がく の 基き礎そ が 役やく に 立たつ ち ます。

2. 4 領域りょういき を そ れ ぞ れ 概観がいかん す る

固体こたい地球ちきゅう (Solid Earth)

地ち球きゅう の 中身なかみ と 表ひょう面めん の 動どう き を あ つ か い ます。 地ち球きゅう の 半径はんけい は 約やく 6378 km。 中ちゅう心しん ま で 行あるき く こ と は で き な い の で、 地震波じしんは を 使し っ て 「地球内部ちきゅうないぶ を 透とう視し」 し ます。

主おも な テーマ:

• 地球内部構造ちきゅうないぶこうぞう (地殻ちかく・マントル・外核そとかく・内核うちかく)
• プレートテクトニクス (10 数すう枚まい の プレート が 動どう く 理り論ろん)
• 地震じしん と 火山かざん の しく み
• 地形ちけい と 地層ちそう、 岩石がんせき と 鉱物こうぶつ

大気たいき (Atmosphere)

地ち球きゅう を 包つつみ む 空くう気き の 層そう を あ つ か い ます。 大気たいき の 厚あつ さ は 上うえ へ 行あるき く ほ ど う す く な り、 高度こうど 100 km あ た り を 「宇宙うちゅう と 大気たいき の 境きょう界かい」 と し ま す (カーマンライン)。

主おも な テーマ:

• 大気たいき の 鉛えん直ちょく構こう造ぞう (対流圏たいりゅうけん・成層圏せいそうけん・中間圏ちゅうかんけん・熱圏ねつけん)
• 大気大循環たいきだいじゅんかん (ハドレー循環ハドレーじゅんかん・フェレル循環フェレルじゅんかん・極循環ごくじゅんかん)
• 偏西風へんせいふう と ジェット気流ジェットきりゅう
• 気候きこう と 気候変動きこうへんどう (温室効果おんしつこうか・エルニーニョ等)

海洋かいよう (Ocean)

地ち球きゅう表ひょう面めん の 約やく 70% を 占うらない め る 海うみ を あ つ か い ます。 海うみ の 平へい均きん水深すいしん は 約やく 3800 m、 最深さいしん部ぶ (マリアナ海溝マリアナかいこう) は 約やく 11000 m に 達いたる し ます。

主おも な テーマ:

• 海水かいすい の 温度おんど・塩分えんぶん・密度みつど
• 海流かいりゅう (黒潮くろしお・親潮おやしお・湾流わんりゅう・南極環流なんきょくたまきりゅう)
• 海洋大循環かいようだいじゅんかん (熱塩循環あつしおじゅんかん)
• 海かい洋よう と 気候きこう の 結むすぶ び つ き (エルニーニョ・ラニーニャ)

宇宙うちゅう (Universe)

地ち球きゅう の 外側そとがわ に 広ひろ が る 天てん体たい を あ つ か い ます。 太陽系たいようけい か ら 始はじめ ま り、 銀河系ぎんがけい、 そ し て 全宇宙うちゅう へ と 視し野や を 広ひろ げ ます。

主おも な テーマ:

• 太陽系たいようけい の 構こう成せい (恒星こうせい・惑星わくせい・衛星えいせい・小天体しょうてんたい)
• 太陽たいよう と 恒星こうせい の しく み (核融合かくゆうごう・H-R図H-Rず)
• 銀河ぎんが と 銀河団ぎんがだん
• 宇宙の進化うちゅうのしんか (ビッグバン・膨張宇宙ぼうちょううちゅう)

3. 観測かんそく と 計測けいそく の 方法ほうほう

地学ちがく は 実験じっけん が で き な い 場ば面めん が 多おお い 教科きょうか で す。 地球内部ちきゅうないぶ を 取と り 出で し て 加か熱ねつ す る、 別べつ の 惑星わくせい を 動どう か し て み る、 と い っ た こ と が で き な い た め、 「観測かんそく と シミュレーション」 が 中ちゅう心しん に な り ます。

主おもな 観測かんそく機器きき

機器き	何なに を は か る か	利り用よう領りょう域いき
[[地震計	じしんけい]]	地じ震しん の [[波
GNSS (GPS 等とう)	プレート の 動どう き、 地ち殻かく[[変動	へんどう]]
[[気象	きしょう]]レーダー	[[降水
ラジオゾンデ	高こう層そう大たい気き の [[気温	きおん]]・[[湿度
[[海洋観測	かいようかんそく]]ブイ・アルゴフロート	海かい水すい の [[水温
[[望遠鏡	ぼうえんきょう]] (光学こうがく・[[電波望遠鏡	でんぱぼうえんきょう]])
[[人工衛星	じんこうえいせい]]	地ち球きゅう と [[宇宙

観測かんそく デ ー タ の 扱 い 方

地学ちがく の デ ー タ は 時じ間かん と と も に 変化へんか し ます。 数すう十じゅう秒びょう の 地震じしん か ら、 数すう万まん年ねん の 気候変動きこうへんどう ま で、 「い つ の デ ー タ か」 が 必 ず 重じゅう要よう に な り ます。

段だん階かい	や る こ と
① 観測かんそく	機器き で 数すう値ち や 画が像ぞう を 得とく る
② [[補正	ほせい]]
③ [[解析	かいせき]]
④ [[モデル化	モデルか]]
⑤ [[検証	けんしょう]]

シミュレーション と コンピューター

地ち球きゅう や 宇宙うちゅう の 現象げんしょう は、 実験じっけん で きない 代だい わ り に コンピューター の 中なか で 再さい現げん で き ます。 気象きしょう予報よほう や 気候きこう予測よそく は、 大気たいき の 流体力学りゅうたいりきがく を コンピューター で 解かい い た 結けっ果か です。 高度こうど な シミュレーション は 数すう百ひゃく万行まんぎょう の プログラム と スーパーコンピューター で 行あるき わ れ ます。

大事だいじ: シミュレーション は 「観測かんそく で 検けん証しょう さ れ た と き に 信しん頼らい で き る」 と い う ル ー ル が あ り ます。 「コンピューター が 言げん っ て い る か ら 正ただし し い」 で は な く、 「観測かんそく と 合ごう う か ら 正ただし し い」 と 考こう え ます。

4. 単位たんい と 桁けた数すう の 感かん覚かく

地学ちがく で は 人じん の 感かん覚かく を こ え る 大だい き さ や 時じ間かん が 出で て き ます。 「桁けた数すうけたすう」 で と ら え る 練れん習しゅう が 必ひつ要よう です。

距離きょり の スケール

対たい象しょう	距きょ離り	桁けた数すう
人ひと の 身しん長ちょう	約やく 1.7 m	10⁰ m
[[富士山	ふじさん]] の 高こう さ	3776 m
地ち球きゅう の [[半径	はんけい]]	6378 km
地ち球きゅう と 月つき	38 万ばん km	10⁸ m
地ち球きゅう と [[太陽	たいよう]] = 1 au	1.5 億おく km
[[太陽系	たいようけい]] の 大だい き さ ([[海王星	かいおうせい]]軌き道どう)
最さい も 近きん い [[恒星	こうせい]] (プロキシマ)	4.2 [[光年
[[銀河系	ぎんがけい]] の 直ちょっ径けい	約やく 10 万[[光年
観測かんそく可か能のう な [[宇宙	うちゅう]]	約やく 930 億[[光年

時間じかん の スケール

対たい象しょう	時じ間かん	桁けた数すう
[[地震	じしん]] の ゆ れ	数すう秒びょう〜分ぶん
[[低気圧	ていきあつ]] の 寿じゅ命みょう	数すう日にち
[[氷河期	ひょうがき]] の 周しゅう期き	数すう万まん年ねん
大だい き な 山やま が で き る 時じ間かん	数すう千せん万まん年ねん	10¹⁵ 秒びょう
地ち球きゅう の [[年齢	ねんれい]]	46 億おく年ねん
[[宇宙	うちゅう]] の [[年齢	ねんれい]]

地学ちがく で よく 使つかう 単位たんい

量りょう	単たん位い	意い味み
[[距離	きょり]]	km、 au、 [[光年
[[時間	じかん]]	年ねん、 Ma (百ひゃく万まん年ねん)、 Ga (10 億おく年ねん)
温度おんど	℃、 K (ケルビン)	[[絶対温度
[[圧力	あつりょく]]	hPa (ヘクトパスカル)
エネルギー	J (ジュール)、 マグニチュード	[[地震

5. 高校こうこう地学ちがく の 学がく び 方かた

物理ぶつり・化学かがく・生物せいぶつ と の 関かん係けい

高校こうこう地学ちがく は 「総そう合ごう科か学がく」 と 言げん わ れ ます。 物ぶつ理り・化か学がく・生物せいぶつ の 知ち識しき が 全部ぜんぶ入いり っ て い ます。

他た教科きょうか の 知ち識しき	地ち学がく で の 使し い 方かた
物ぶつ理り: 力ちから と [[運動	うんどう]]、 [[波
化か学がく: [[元素	げんそ]]、 [[結晶
生物せいぶつ: [[進化	しんか]]、 [[生態系
数すう学がく: ベクトル、 [[指数	しすう]]、 [[統計

学がく び 方かた の コツ

ポイント	具体ぐたい例れい
① **[[スケール感	スケールかん]]** を 大切たいせつ に
② 図ず を 自分じぶん で 描 く	[[地球内部
③ 現象げんしょう を 物理ぶつり・化学かがく で 説せつ明めい	「な ぜ ?」 と 問もん い、 法ほう則そく と 結むすぶ び つ け る
④ **[[時事	じじ]] と つ な げ る**
⑤ **[[野外	やがい]][[観察

6. 安全あんぜん配慮はいりょ と 倫りん理り

地学ちがく は 「自然しぜん災さい害がい」 と 直ちょっ結けつ す る 教科きょうか で す。 学がく ぶ こ と 自じ体たい が 防ぼう災さい に つ な が り ます。

災害さいがい と 防災ぼうさい の 心こころ が ま え

災さい害がい	学がく ぶ 章しょう	防ぼう災さい の ポイント
[[地震	じしん]]・[[津波	つなみ]]
[[火山	かざん]][[噴火	ふんか]]
[[台風	たいふう]]・[[豪雨	ごうう]]
[[土砂災害	どしゃさいがい]]	第だい 4 章しょう

野外やがい観察かんさつ の 安全あんぜん配慮はいりょ

岩石がんせき や 地層ちそう を 観察かんさつ す る 「巡検じゅんけん」 で は 必 ず 守まもり る:

ルール	く わ し く
① ヘルメット を つ け る	[[落石
② [[長そで	ながそで]]・[[長ズボン
③ 単たん独行どっこう動どう を し な い	グループ で 動どう く、 先生せんせい か ら 離はなれ れ な い
④ 崖がけ の 縁えん に 近きん づ か な い	[[落下
⑤ [[岩石	がんせき]] は 必ひつ要よう最小限さいしょうげん だ け

データ・情報じょうほう の 倫理りんり

地学ちがく の 情じょう報ほう (天てん気き予よ報ほう、 噴火ふんか警けい戒かい レベル、 地震じしん速報そくほう) は 人じん の 命いのち に 関せき わ り ます。 SNS で デ マ を 流ながれ さ な い、 公こう式しき の 情じょう報ほう (気き象しょう庁・JMA、 国土地理院こくどちりいん、 NASA、 JAXA な ど) を 確かく認にん す る 習しゅう慣かん を つ け ま し ょ う。

7. ふりかえり

• [ ]地学ちがく の 4 領域りょういき (固体地球こたいちきゅう・大気たいき・海洋かいよう・宇宙うちゅう) を 言げん え る
• [ ]中学ちゅうがく と 高校こうこう の 地学ちがく の ち が い を 説せつ明めい で き る
• [ ]観測かんそく と シミュレーション が 地学ちがく の 主おも な 武ぶ器き と わ か る
• [ ]地球ちきゅう の 半径はんけい・太陽たいよう ま で の 距きょ離り・銀河系ぎんがけい の 大だい き さ を 桁けた で 言げん え る
• [ ]地学ちがく が 物ぶつ理り・化か学がく・生物せいぶつ と つ な が る と 知ち っ て い る
• [ ]野外やがい観察かんさつ と 災さい害がい の 安全あんぜん配慮はいりょ を 言げん え る

この 章しょう の 安全あんぜん配慮はいりょ

• 地学ちがく は 自然しぜん災さい害がい と 直ちょっ結けつ す る。 学がく ぶ こ と 自じ体たい が 防ぼう災さい
• 野外やがい観察かんさつ で は ヘルメット・長そでながそで・グループ 行こう動どう を 守まもり る
• 地震じしん や 噴火ふんか の 速報そくほう は 公こう式しき情じょう報ほう を 確かく認にん、 SNS デ マ に 注意ちゅうい
• 国立公園こくりつこうえん や 天然記念物てんねんきねんぶつ エ リ ア で は 岩石がんせき採集さいしゅう禁きん止し

次じの 章しょう: 第だい 2 章しょう で は、 い よ い よ 地ち球きゅう の 中身なかみ に 入いり っ て い き ます。 地殻ちかく・マントル・外核そとかく・内核うちかく と い う 4 層そう構こう造ぞう と、 そ の う え で 動どう く プレート の 理り論ろん を 学がく び ます。