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新編地学基礎 地学基礎
数研版教科書 ラインアップ 新編 地学基礎 （地基／ 309） 9 373x257 ■本書の特色 309 教科書の編集方針 ◆「わかりやすさ」と「ビジュアル」 に重点をおいた大判教科書 ❶図・写真を大きく掲載しました。また， 図中のポイントを示すなど表現のしかた 81129 キ新編地学基礎改 81129 キ新編地学基礎改 p.4∼13で 詳しく紹介 を工夫し，直感的に理解ができるように 構成しました。 ❷誤解しやすい，間違えやすい内容を，側 注で余すところなくフォローしました。 ❸最近のニュースなどを盛り込み，地学へ の興味・関心を高めます。 ❹教科書完全準拠の問題集『新編 地学基礎 準拠ノート 教科書の整理』（→ p.12 ， 22）で学習後の演習も無理なく行えます。 地学基礎 （地基／ 304） ■本書の特色 ◆「わかりやすさ」と「詳しさ」の両立 を実現した教科書です。 ❶わかりやすさを追求しました。本文の丁 家 正則 岩森 光 遠藤 一佳 小川 勇二郎 関井 隆 高橋 正樹 中村 尚 成瀬 元 八木 勇治 吉田 二美 磯村 恭朗 小林 則彦 武田 康男 田中 浩紀 林 美幸 国立天文台名誉教授 海洋研究開発機構上席研究員 東京大学教授 筑波大学名誉教授 国立天文台准教授 日本大学教授 東京大学教授 京都大学准教授 筑波大学准教授 国立天文台 雙葉高等学校教諭 西武学園文理中学高等学校教諭 日本教育大学院大学客員教授 千葉県立京葉高等学校教頭 晃華学園高等学校教諭 ■『新編 地学基礎』授業時間配分表※ 項目名 序編 惑星としての地球 第 1 編 活動する地球 第1章 地球の構造 第2章 プレートの運動 第3章 地震と地殻変動 第 4 章 火山 第 2 編 移り変わる地球 第1章 地層の形成 第2章 古生物の変遷と地球環境 第 3 編 大気と海洋 第1章 地球の熱収支 第2章 大気と海水の運動 第 4 編 地球の環境 第1章 地球環境の科学 第2章 日本の自然環境 第 5 編 宇宙の構成 第1章 太陽と恒星 第2章 宇宙のすがた 合計 家 正則 小川 勇二郎 高橋 正樹 中野 孝教 中村 尚 平野 弘道 丸山 茂徳 八木 勇治 吉田 二美 浅野 俊雄 磯村 恭朗 田中 浩紀 林 美幸 項目名 第 1 編 惑星としての地球 第 1 章 太陽系の中の地球 第 2 章 地球の形と大きさ 第 3 章 地球の構造 第 2 編 活動する地球 第 1 章 プレートの運動とそれに伴う現象 第 2 章 火山 ■『地学基礎』授業時間配分表 第 3 章 地震と地殻変動 第 3 編 大気と海洋 第 1 章 地球の熱収支 第 2 章 大気と海水の運動 第 4 編 移り変わる地球 第 1 章 地層の形成 第 2 章 古生物の変遷と地球環境 第 5 編 地球の環境 第 1 章 環境と人間 第 2 章 日本の自然環境 第 6 編 宇宙の構成 第 1 章 太陽と恒星 第 2 章 宇宙のすがた 合計 生徒の理解を助けるよう工夫しています。 ❸地学基礎の学習指導要領に示されていな 内容については「発展」として扱い，学習 意欲のある生徒にとっても十分な内容を 盛り込んであります。 4 5 4 4 5 4 8 4 5 4 4 6 3 60 国立天文台名誉教授 筑波大学名誉教授 日本大学教授 総合地球環境学研究所教授 東京大学教授 元早稲田大学教授 東京工業大学教授 筑波大学准教授 国立天文台 元東京薬科大学教授 雙葉高等学校教諭 千葉県立京葉高等学校教頭 晃華学園高等学校教諭 視覚的に理解できるようになっています。 みを配置し，本文の流れを崩さないまま， 授業時数 ■『地学基礎』著者 ■『地学基礎』授業時間配分表※ い内容でも，本文の地学的理解が深まる 2 ■『新編 地学基礎』著者 寧な説明と，わかりやすい図版により， ❷本文付近に「図の解説」，「例題」などの囲 p.14∼15で 詳しく紹介 ※地学基礎の標準単位は 2 単位ですので，年間の授業時間数の合計は 70 時間ですが，この授業時間配分表では，学校行事のことも考慮 して，60 時間で計算しています。 授業時数 5 2 3 4 5 5 4 4 4 6 4 4 5 5 60 『新編 地学基礎』 『地学基礎』 教科書 2 点比較 書名 新編 地学基礎 （詳しい内容） （p.4 ∼ 13） B5 判・208 頁＋見返し 仕様 図や写真を大きく，また，見るべきポイントを 特徴 地学基礎 （p.14 ∼ 15） A5 判・224 頁＋見返し＋折込 314 341 19 273 242 14 枠囲み：19 ， 側注や図：4 枠囲み：27 ， 脚注や図：6 図数 図 写真 「実験」の数 「発展」の数 教科書の編集方針 示して掲載した，視覚的に学習できる教科書 メカニズムや理論をしっかり学習できる， 詳しい教科書 ■取り上げ方の違いの例 ▲ テ ス オ チ 地学基礎 ク p.92 ∼ 93 ▲ ガ 新編 地学基礎 p.131 ，132 イ 原生代 古生代 5 億 4100 万 カンブリア紀 オルドビス紀 シルル紀 4 億 8500万 ガ て水中や水 際 で生活をする。しかし， は これ以後に出現した脊椎動物は，爬虫 類，鳥類，哺乳類のように，発生の初 デボン紀 石炭紀 4 億 1900 万 3 億 5900 万 ペルム紀 2 億 5200 万 2 億 9900 万 2 億 5200 万 三畳紀 ジュラ紀 2 億 100 万 白亜紀 6600 万 1億 4500 万 古第三紀 新第三紀 2300 万 古生代 第四紀 石炭紀 ◀現在 中生代 ペルム紀 三畳紀 ト ス テ カ ア 1 デボン紀 ～魚類時代～ ロボク プテラスピス （無顎魚類） リンボク ⬆ 図 35 ● メガネウラ ばん ぴ アンモナイト デボン紀になると，よろいのある無顎類のほか，板皮類， なんこつ こうこつ ロ ン 軟骨魚類，硬骨魚類などの顎をもった魚類が出そろい，魚類 テ ❷単弓類は哺乳類の祖先を含むグルー プである。 ❶ りょうせいるい テ ノ プ は繁栄した。また，魚類から 両生類 が進化した。アンモナ ユ ー ス イト類が誕生したのもこの時代である。シルル紀後期に上陸 ヒレに骨格をもってい た。 デボン紀末には，2 回目の大量絶滅が起こり，多くの海生 2 4- ▶ ●図 ぼうすいちゅう 繁栄した。海には フズリナ（紡錘虫）類，サンゴ類，二枚貝 ガ ▶図 34，p.208 ● テ ▶ p.85 実験 ● 類，巻貝類，腕足動物など多くの動物が繁栄していた。日本 オ ス ▶図 34，p.208 ● ク チ 裸子植物などが繁栄し，森林が広がった。トンボのなかまで， の各地に見られる石灰岩の多くは，この時代に形成された珊 イ せき つい 体長が 60 cm もあるメガネウラも出現した。脊 椎動物では， 35 瑚礁や，その海域に生息していたウミユリ類，フズリナ類な は ちゅうるい 乾燥した環境に適応した殻をもつ卵で子孫を残す 爬虫類 と， 単弓類が出現し，進化した。 ▶ ●図 ほ 背骨の出っ張りが長く伸びて帆のよう な構造をもつ。体長が 3 ～ 4 m もあっ た。 ❸光合成でつくられた有機物は，死後分 解され二酸化炭素に戻るが，この時代に， 分解されにくい木化した植物が進化した ため，大量の有機物が分解されずに埋没 したと考えられる。また，有機物の分解 に酸素が使われなかったため，大気中の 酸素濃度も著しく増大した。 ペルム紀末には 3 回目の大量絶滅が起こった。この絶滅は 世界各地で繁栄した大森林はその後埋没し，現在の石炭の ア カ ン ト ス テ ガ 5 回の大量絶滅の中でも最大規模のものであった。 もととなった。現在利用されている石炭のほとんどが，石炭 ➡ 図 33 古生代後期の海 ● （復元図） サメのなかま の軟骨魚類や，硬骨魚類 などが出現した。 ゴンドワナ大陸 クラドセラケ （軟骨魚類） プテラスピス （無顎類） 2 地球全体の熱収支 33 オステガ の誕生もあった。両生類は発生の初期 ▶図 33 ● みずぎわ から生涯を通じて水中や水際で生活をする。しかし，これ以後に出現し た脊椎動物は，は虫類，鳥類，哺乳類と，発生の初期に水がなくても耐冥王代 ▶ ● ス テ 太陽放射の強さ（相対値） 大気圏外で受ける太陽放射 ポリブランキアスピス （無顎類） 第２編 移り変わる地球 92 A 可視光線と赤外線 グロソプテリス でん じ の化石 2 4- 紫外線 1.0 1.5 赤外線 でん ば じ ば 波として放射する。電磁波は，電場と磁場の変 とい つの山 （あるいは谷） の間の距離を 波 長真 新編地学基礎 で は， 図や写 を大 う。物体はさまざまな波長の電磁波を放つが， きく豊富に掲載し，視覚的に理解で 2.0 2.5 3.0 物体の温度が高いほど，波長の短い電磁波が多 電磁波の波長（yｍ） きるようにしました。 可視光線 0.38 yｍ 波長 ▶図 36 ● 第２章 古生物の変遷と地球環境 は虫類や単弓類が大繁栄した。海の中ではオウ 93 地学基礎 で は， 本 文 で 詳しく解説しました。 ▶ ●図 南アメリカ ルム紀に繁栄した。このほかペルム紀の海には （フズリナ） 類，サンゴ類，二枚貝類， 紡錘虫 ▶ ● アフリカ ⬆ 図 36 超大陸パンゲア ● p.124 図 18 巻貝類，腕足動物など多くの動物が繁栄してい の体をもつ古生物の化石から構成されている。 132 第４編 移り変わる地球 5 p.114 地球（同 約 14 ℃）が放射するのは，目に見えない ２地学基礎 地球全体の熱収支 せきがいせん 赤外線 がほとんどである。 Ａ ばく だい 1 地球が受ける太陽放射 太陽は，莫 大 な量 太 陽 光 届く。地球の大気の上端で，太陽光に垂直な 1 m2 の面が 1 秒間に受ける太陽放射エネルギー たいようていすう キロワット毎平方メートル を 太陽定数 といい，その値は 1.36 kW/m2 で ある。地球全体で受けるのは，地球の円形の断 太陽放射 し こう せん たい よう ほう しゃ ▶ ● 太陽 p.91 参考 新編地学基礎 で は， 概念が理 解できるよ うに，図を用いた丁寧 な説明をしています。 ギー量を地球の全表面で平均すると，太陽定数 1 にあたる 0.34 kW/m2 となる。 4 108 km 離れた地球には，そのエネルギーの ごく一部が届く。地球の大気の上端で，太 地球 太陽定数とは1m2の面が1秒間 に受ける太陽放射エネルギー 宇 宙 空 間 に 放 っ て い る（太 陽 放 射）。1.5× ▶図 6 ● 太 陽 光 陽光に垂直な 1 m2 の面が１秒間に受ける太 地球が受けるのは，この 断面がさえぎる太陽放射 たい よう てい すう 陽放射エネルギーを 太 陽 定 数 といい，そ ▶ ●図 ワット毎平方メートル 4 の値は 1370 W/m である。地球全体が受け 2 ⬆ 図 4 地球が受ける太陽放射 ● ▶ ●脚注❶ 092-太陽放射-仮.aci るのは，地球の円形の断面がさえぎる太陽放射エネルギーである。地球 ▶ ●図 4 全体が受ける太陽放射エネルギーを地球の全表面積で平均すると，太陽 1 定数の にあたる 342 W/m2 となる。 4 ● ▶例題 2 地球の大気は太陽放射をよく通すため，降り注ぐ太陽放射の半分が地 表（陸面や海面）に達して，直接地表を暖める。大気の上端に入射する太 ▶ ●図 30％は雲や地表で反射されて，地球を暖めずに宇宙空間にもどされる。 の約半分が地表 （陸面や海面）に達して，直接地表を暖める。 ▶図 8 ● （a） 例題 2 大気の上端に入射する太陽放射のうち，地球大気が直接吸収 地球表面が受ける太陽放射エネルギー て，地球を暖めずに宇宙空間にもどされる。氷や雪の面積や 太陽光 地球表面が 1 秒間に受ける太陽放射エネルギー の総量は何 W か。また，地球全体を平均すると， 地表 1 m2 当たり何 W/m2 か。 するのは約 20％にすぎない。約 30％は雲や地表で反射され 大気による反射・吸収は無視できるとして，地 r 球を半径 6.4×106 m の球，太陽定数を 1.4×103 W/m2 とする。 大気中の微小粒子の数が増えると，太陽放射への反射率 （ア ルベド） が高まり，地表気温を下げるようにはたらく。 （a） 5 陽放射のうち，地球大気が直接吸収するのは約 20％に過ぎない。約 地球の大気は太陽放射をよく通すため，降り注ぐ太陽放射 実 験 12 太陽放射で受ける熱量を実際にはかってみよう。 地球の軌道 ばく だい 放 射 太 陽 は， 莫 大 か 面を通る太陽放射エネルギーで，そのエネル の p.88 ①地球が受ける太陽 な量のエネルギーをおもに可 視 光 線 として のエネルギーをおもに可視光線として宇宙空間 離れた地球には，そのエネルギーのごく一部が 第３編 大気と海洋 北アメリカ し こう せん 。およそ 1.5 × 108 km に放っている （太 陽 放 射） 114 赤道 形成されたさんご礁やその海域にいたウミユリ類，紡錘虫類など石灰質 たい よう ほう しゃ W （ワット） 単位 1 W とは，1 秒間に 1 J のエネルギーが 出入りしたり，変化したりすることを示 す。 p.140 探究活動 た。日本の各地に見られる石灰岩の多くは，この時代の火山島の周囲に B 太陽放射と地球放射 キ編地 312B 図 - 太陽放射 .ai ⬆ 図 6 地球が受ける太陽放射 ● ▶ ● ナイトの仲間はデボン紀後期以後，石炭紀・ペ 太陽（平均表面温度 約 5500 ℃）よりずっと低温の 0.77 yｍ 地球が受けるのは， この 断面を通る太陽放射 ▶ p.140 ● した。中でもゴニアタイト類とよばれるアンモ 視覚でとらえられる 可視光線 である。一方， ⬆ 図 5 電磁波 可視光線の見え方 ● （波長帯） キ編地 312A 図 - 電磁波 .ai は人によって 個人差がある。 新編 地学基礎 ユーラシア ムガイ類にかわって，アンモナイト 類が繁栄 ❶ 頭蓋骨 （ずがいこつ） の両側に側頭窓 （そくとうそう） という穴が 1 つずつあいているので， 単弓類という。は虫類の多くは側頭窓が両側に 2 つずつあいているので双弓類という。 太陽が放射する電磁波の大部分は，私たちの か 超大陸パンゲアの形成 単弓類の繁栄 アンモナイトの繁栄 3 回目の大量絶滅 合体して単一の超大陸 パンゲア が形成された。 く放射される。 赤外線 デボン紀 ⬆ 図 35 エダフォサウルス ● ●図 35 ペルム紀のことである。このパンゲア超大陸で， ▶ p.197 ● ■詳しさの違いの例 紫外線 ●脚注❶ この間も続き，やがて地球上のすべての大陸が 物体は，その温度に応じたエネルギーを電磁 はちょう 可視 光線 シルル紀 ⑥ペルム紀：超大陸の形成 プレートの運動は ⬆ 図 37 超大陸パンゲア ペルム紀から三畳紀 ● キ編地 222 図 -260Ma における大陸配置。 とな 0.5 3 m もある単弓類のエダフォサウルスが石炭紀 131 ▶ ▶ 後期に出現し，ペルム紀前期までいた。 1 cm 化が伝わっていく波である。波の隣りあった 2 0 カンブリア紀 オルドビス紀 ❶ 二枚貝に似ているが， 2 枚の殻は対称ではない。一方の殻の根本から棒状の軟体部 （肉茎） の先祖と考えられている昆虫が生息していた。 を出して，海底に体を固定させる。現在もシャミセンガイなどが生息している。 また，哺乳類や恐竜類が出現する前に，背骨の ❷ 最古の昆虫化石はスコットランドのデボン紀前期の地層から発見されている。甲殻類は カニやエビ，ミジンコの仲間からなり，昆虫の先祖はミジンコの仲間であったと考えら 出っ張りが長くのびて帆のような，体長が 2 ～ たんきゅう れている。 第２章 古生物の変遷と地球環境 ⬆ 図 36 ゴンドワナ大陸 石炭紀からペルム紀に ● キ編地 222 図 -340Ma おける大陸配置。この時代の地層に見られる氷成 堆積物や，裸子植物のグロソプテリスなどの古生 物の分布は，ゴンドワナ大陸の存在によりうまく説 明される。 は 地表が受ける太陽放射 ▲ ユ ー 大 原生代 古生代 見開きページで上部に地質年代を入れたいと思います。 p.142 時代である。シルル紀後期に上陸した植物は発展を続け，シダ植物が繁 ら し これらの森林は現在では石 フウインボク リンボク 栄して森林を形成した。デボン紀後期の裸子植物の化石が知られている。 炭となり，ヨーロッパ，ア ロボク ⑤石炭紀：森林と昆虫 その後，陸上では，幹の うろこ ジア，北アメリカの各大陸 シダ植物の繁栄 表面が鱗のように見えるつくりをもった リンボ に分布していることから， 裸子植物の繁栄 ク やトクサの仲間の ロボク，幹の表面に六角形 ▶ ▶次ページ図 34 ●次ページ図 34 ● この時代を石炭紀という。 の封印のような模様の フウインボク などのシダ ▶ ●次ページ図 34 このような森林には，羽を ⬆ 図 34 石炭紀の森林 ● （復元図） 植物や，コルダイテスとよばれる高さ 30 m にも 広げた長さが 60 cm もある 成長した裸子植物の森林が繁栄した。 巨大な昆虫であるメガネウラや，ゴキブリなど ノ ゴニアタイト （アンモナイト類） 始生代 えられる構造に進化していった。アンモナイト 類が誕生したのもこの プ テ ロ ン ルナスピス （板皮類） 超大陸パンゲア その他の大陸 魚類の繁栄 両生類の出現 アンモナイトの出現 2 回目の大量絶滅 裸子植物の出現 ▶図 32 ● ど石灰質の骨格をもつ生物の化石から構成されている。 たんきゅうるい ❷ し し 37 が形成された。この超大陸パンゲアで，爬虫類と単弓類が大 ▶図 34，p.208 ● ▶ ●図 ちょう たい りく やがて地球上のすべての大陸が合体して 超大陸パンゲア も よう 六角形の封印のような模様の フウインボク， 節のある茎が 四肢をもち，這うこともできた。 では，最初の両生類 アカントステガ や イクチ ▶図 36 ● うろこ 特徴の ロボク などのシダ植物や，高さ 30 m にも成長した 手首足首の関節，指の骨格が発達した な魚類が繁栄したので，魚類時代ともいう。陸域 3 ペルム紀 ～超大陸の形成～ みき ユーステノプテロン （硬骨魚類） 気候は寒冷化していった。石炭紀からペルム紀にかけて南半 たいりく 生物が絶滅した。 アカントステガ （両生類） イクチオステガ （両生類） ポリブランキアスピス （無顎魚類） だったが，植物の光合成により二酸化炭素が減少したので， 球に位置した ゴンドワナ大陸 には巨大な氷床が発達した。 その後，陸上では，幹の表面が鱗のような模様の リンボク， ふういん 第四紀 ⬆ 図 32 デボン紀の海 ⬆ 図 33 デボン紀の水際のようす ● （復元図） 体 ● （復元図） 硬骨 がよろいでおおわれた無顎魚類が繁栄 魚類のユーステノプテロンの胸びれは四足動物の前 した。顎をもつ魚では板皮類，サメの仲 足に，腹びれは後ろ足に似た骨の構造をしていた。 間の軟骨魚類， 硬骨魚類などが進化した。 ボン紀は，さんご礁をつくるサンゴ類やさまざま ❸ ている。 2 石炭紀 ～大森林の形成～ 新第三紀 ④デボン紀：魚類時代 今から 4 億年前ころのデ 紀の大森林から形成されたものである。石炭紀の初期は温暖 し た。また，デボン紀の地層からは裸子植物の化石も見つかっ イクチオステガ （両生類） エダフォサウルス （単弓類） ⬆ 図 34 石炭紀の森林 ● （復元図） したシダ植物は，内陸へと分布を広げていき，森林を形成し ら 古第三紀 ルナスピス （板皮類） わった。古生代末には，史上最大の絶滅が起こった。 化していった。 新生代 白亜紀 クラドセラケ （軟骨魚類） 生類が陸上進出をはたし，地上の生物のようすは大きく変 期に水がなくても耐えられる構造に進 ユーステノプテロン （硬骨魚類） ジュラ紀 3億5900万年前 2億9900万年前 260 万 フウインボク 陸上には，大型植物の大森林が繁栄した。また，動物は両 ン た 4 億 4300 万 新生代 C 古生代② ～陸上生物の変化と，史上最大の絶滅～ ❶両生類は発生の初期から生涯を通じ みず ぎわ 中生代 ▲ 先カンブリア時代 088-例題2太陽放射.ai 地学基礎 では，数値の 導出を例題で取り上げ， 理論をしっかり理解で きます。 解 地球の断面積は 3.14 ×（6.4×106）2 m2 ←円の面積 pr 2 地球表面が 1 秒間に受ける太陽放射エネルギーの総量は 太陽定数×地球の断面積＝ （1.4×103） × 3.14 ×（6.4×106）2 ＝ 1.8×1017 （W） 地球の表面積は 4 × 3.14 ×（6.4×106）2 m2 ←球の表面積 4pr 2 したがって，地球全体の平均は 太陽定数 （1.4×103） × 3.14 ×（6.4×106）2 1 2 2 ＝ ×（1.4×103） ＝ 3.5×10（W/m ） 4 × 3.14 × （6.4×106）2 4 88 第３編 大気と海洋 3