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 に学まな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まな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) を知しる
• 中学ちゅうがくと高校こうこうでの学まな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 を知しる
• 地学ちがく でよく使つかう 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」 を学まな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 して解とき明あかす学がく問もん 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ぷれーとてくとにくす、 地震じしん、 火山かざん	中なか 1 「火か山ざん と地じ震しん」 の発はっ展てん
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、 気候変動きこうへんどう	中なか 2 「気象きしょう」 の発はっ展てん
海洋かいよう	海流かいりゅう、 海かい水すい の性せい質しつ、 海かい洋よう と 気候きこう	中学ちゅうがくでは軽かるくふれる程てい度ど
宇宙うちゅう	太陽系たいようけい、 恒星こうせい、 銀河ぎんが、 宇宙の進化うちゅうのしんか	中なか 3 「地ち球きゅう と 宇宙うちゅう」 の発はっ展てん

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	地ち球きゅう全体ぜんたいと 宇宙うちゅう全体ぜんたい
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	数式すうしき や グラフぐらふ で定てい量りょう的てき に
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 (宇宙うちゅう) まで
空くう間かん スケール	km 単たん位い	光年こうねん や パーセクぱーせく (10²² m) まで
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	望遠鏡ぼうえんきょう、 人工衛星じんこうえいせい、 地震計じしんけい、 シミュレーション

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 の動うごき 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 まで行いくことはできないので、 地震波じしんは を使つかって 「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・マントルまんとる・外核がいかく・内核ないかく)
• プレートテクトニクスぷれーとてくとにくす (10 数すう枚まいの プレートぷれーと が動うごく理り論ろん)
• 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いくほどうすくなり、 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 (カーマンラインかーまんらいん)。

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 (ハドレー循環はどれーじゅんかん・フェレル循環ふぇれるじゅんかん・極循環きょくじゅんかん)
• 偏西風へんせいふう と ジェット気流じぇっときりゅう
• 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・エルニーニョえるにーにょ等)

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% を占し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 に達たっします。

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 の結むすびつき (エルニーニョえるにーにょ・ラニーニャらにーにゃ)

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 (ビッグバンびっぐばん・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 を取とり出だして加か熱ねつ する、 別べつの 惑星わくせい を動うごかしてみる、 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 波なみ	固体地球こたいちきゅう
GNSSじーえぬえすえす (GPS 等とう)	プレートぷれーと の動うごき、 地ち殻かく 変動へんどう	固体地球こたいちきゅう
気象きしょう レーダー	降水こうすい・風かぜ	大気たいき
ラジオゾンデ	高こう層そう大たい気き の 気温きおん・湿度しつど	大気たいき
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 水温すいおん・塩分えんぶん	海洋かいよう
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)	天てん体たい からの光ひかり・電波でんぱ	宇宙うちゅう
人工衛星じんこうえいせい	地ち球きゅう と 宇宙うちゅう の全域ぜんいき	4 領域りょういきすべて

観測かんそくデータの扱あつかい方

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」 が必かならず重じゅう要よう 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 を得える
② 補正ほせい	機器き のくせや 誤差ごさ をひく
③ 解析かいせき	グラフ・地図ちず化か、 統計とうけい処しょ理り
④ モデル化モデルか	物理ぶつり の法ほう則そく で説せつ明めい
⑤ 検証けんしょう	別べつの 観測かんそく で確たしかめる

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 できない代かわりに 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といた結けっ果か です。 高度こうどな シミュレーション は 数すう百ひゃく万まん行こうのプログラム と スーパーコンピューター で行おこなわれます。

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いっているから正ただしい」 ではなく、 「観測かんそく と合あうから正ただしい」 と考えかんがえます。

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 をこえる大おおきさや時じ間かん 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 の高たかさ	3776 m	10³ m
地ち球きゅう の 半径はんけい	6378 km	10⁶ m
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	10¹¹ m
太陽系たいようけい の大おおきさ (海王星かいおうせい軌き道どう)	30 au	10¹² m
最もっとも近ちかい 恒星こうせい (プロキシマ)	4.2 光年こうねん	10¹⁶ m
銀河系ぎんがけい の直ちょっ径けい	約やく 10 万光年こうねん	10²¹ m
観測かんそく可か能のう な 宇宙うちゅう	約やく 930 億光年こうねん	10²⁶ m

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	10⁰〜10² 秒びょう
低気圧ていきあつ の寿じゅ命みょう	数すう日にち	10⁵ 秒びょう
氷河期ひょうがき の周しゅう期き	数すう万まん年ねん	10¹² 秒びょう
大おお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	10¹⁷ 秒びょう
宇宙うちゅう の 年齢ねんれい	138 億おく年ねん	10¹⁷ 秒びょう

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、 光年こうねん	地ち球きゅう・太陽系たいようけい・宇宙うちゅう で使つかい分わけ
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)	地質年代ちしつねんだい で使つかう
温度おんど	℃、 K (ケルビン)	絶対温度ぜったいおんど は K
圧力あつりょく	hPa (ヘクトパスカル)	気圧きあつ (1 気圧きあつ = 1013 hPa)
エネルギーえねるぎー	J (ジュール)、 マグニチュードまぐにちゅーど	地震じしん の大おおきさは マグニチュードまぐにちゅーど

5. 高校こうこう地学ちがくの学まなび方かた

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」 と言いわれます。 物ぶつ理り・化か学がく・生物せいぶつ の知ち識しき が全部ぜんぶ入はいっています。

他た教科きょうかの知ち識しき	地ち学がく での使つかい方かた
物ぶつ理り: 力ちからと 運動うんどう、 波なみ、 電磁波でんじは	地震波じしんは、 海流かいりゅう、 光ひかり の 観測かんそく
化か学がく: 元素げんそ、 結晶けっしょう、 反応はんのう	岩石がんせき と 鉱物こうぶつ、 マグマまぐま、 大気たいき の 組成そせい
生物せいぶつ: 進化しんか、 生態系せいたいけい	化石かせき、 生命の起源せいめいのきげん、 古生物学こせいぶつがく
数すう学がく: ベクトルべくとる、 指数しすう、 統計とうけい	力ちから の合ごう成せい、 マグニチュードまぐにちゅーど (対たい数すう)、 気候きこう 統計とうけい

学まなび方かたのコツ

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	「100 万まん年ねん」 を 「100 万まん倍ばい 1 年ねん」 ではなく、 1 万まん年ねんが 100 個ことイメージ
② 図ず を自分じぶんで描えがく	地球内部ちきゅうないぶ や 大気たいき構こう造ぞう はノートに描えがいて覚おぼえる
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 ?」 と問いとい、 法ほう則そく と結むすびつける
④ 時事じじ とつなげる	気候変動きこうへんどう・地震じしん・噴火ふんか のニュースは教科書きょうかしょがらみ
⑤ 野外やがい 観察かんさつ を楽たのしむ	散歩さんぽ中ちゅうの 岩石がんせき や雲くもを見みて名前なまえを当あててみる

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。 学まなぶこと自じ体たい 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	学まなぶ章しょう	防ぼう災さい のポイント
地震じしん・津波つなみ	第だい 3 章しょう	揺ゆれたら机つくえの下した、 海かい岸がん なら高台たかだいへ
火山かざん 噴火ふんか	第だい 3 章しょう	ハザードマップはざーどまっぷ、 噴煙ふんえん と 火砕流かさいりゅう
台風たいふう・豪雨ごうう	第だい 6 章しょう	気象きしょう 警報けいほう を見みる、 早はやめの 避難ひなん
土砂災害どしゃさいがい	第だい 4 章しょう	大雨おおあめのあとの 斜面しゃめん に近ちかづかない

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」 では必かならず守まもる:

ルール	くわしく
① ヘルメットへるめっと をつける	落石らくせき から頭あたまを守まもる
② 長そでながそで・長ズボンちょうズボン	ハチ・草くさ から体からだを守まもる
③ 単たん独行どっこう動どう をしない	グループで動うごく、 先生せんせいから離はなれない
④ 崖がけ の縁えんに近ちかづかない	落下らっか や 崩壊ほうかい の危き険けん
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	国立こくりつ公こう園えん などでは 採集さいしゅう禁きん止し

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、 噴火警戒レベルふんかけいかいれべる、 地震じしん 速報そくほう) は 人じんの命いのち に関かかわります。 SNS でデマを流ながさない、 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) を言いえる
• [ ]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 の大おおきさを桁けたで言いえる
• [ ]地学ちがく が物ぶつ理り・化か学がく・生物せいぶつ とつながると知しっている
• [ ]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いえる

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。 学まなぶこと自じ体たい が防ぼう災さい
• 野外やがい 観察かんさつ では ヘルメットへるめっと・長そでながそで・グループ行こう動どう を守まもる
• 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 に入はいっていきます。 地殻ちかく・マントルまんとる・外核がいかく・内核ないかく という 4 層そう構こう造ぞう と、 そのうえで動うごく プレートぷれーと の理り論ろん を学まなびます。