東北大 理学研究科 地学専攻 専門科目 2022年度 院試 解答例・解説

方針

地質図問題は、切り合い関係と化石年代を使って相対年代を決める。接触変成は貫入岩より古い岩石だけに起こる。

検算

花崗岩が始新世層を変成していないなら、始新世より若い年代は不適である。一方、白亜紀前期層を変成しているなら、それより古い年代も不適である。

典型ミス

GSSP を「代表的な露頭」とだけ書かない。地質時代境界を定義する国際的な位置であることが要点である。

試験で書くべきポイント

選択問題でも、選んだ根拠を一文で添える。地層年代、貫入、接触変成、不整合を時間順に並べるとよい。

方針

放射性炭素年代は、生成、取り込み、壊変、リザーバー効果を分ける。計算は指数関数を半減期の回数に直す。

検算

$1/1000$ はおよそ半減期10回分である。$5700\times10=57000$ 年なので、オーダーは妥当である。

典型ミス

海洋試料で大気と同じ初期 $^{14}\mathrm{C}$ 濃度を仮定しない。海洋リザーバー効果がある。

試験で書くべきポイント

同位体比のシフトは、保存過程、供給過程、欠層の有無を切り分けて説明する。

方針

凍土問題は、凍結指数から深さ、凍上量から斜面移動量、年間移動量から必要年数へ順に進む。

検算

$D$ は $\sqrt{F}$ に比例するので、凍結指数が4倍になっても凍結深は2倍である。比例関係を線形と誤解しない。

典型ミス

frost creep と gelifluction を混同しない。前者は凍上・融解沈降による粒子移動、後者は融解した活動層の流動である。

試験で書くべきポイント

計算では単位を cm、m、年でそろえ、最後に有効数字を指定に合わせる。

方針

地理学用語は、定義、典型例、社会的帰結を短く書く。人口移動図は、距離、人口規模、中心性、地域ブロックを分けて読む。

検算

重力モデル型の考え方では、規模が大きいほど相互作用は大きく、距離が遠いほど小さくなる。この大枠から外れる移動が説明対象になる。

典型ミス

ジェントリフィケーションを単なる再開発と同一視しない。地価上昇や住民の置換が重要である。

試験で書くべきポイント

図の特徴を述べるときは、モデルで説明できる特徴と説明しにくい特徴を分ける。

方針

空欄補充型でも、層構造、物性、鉱物相転移、地磁気を因果でつなげる。外核の液体性は地震波観測から説明する。

検算

S波は液体を伝わらないので、外核の液体性を示す強い根拠になる。P波は液体中も伝わるが速度は変化する。

典型ミス

外核と内核を逆にしない。外核が液体で内核が固体である。

試験で書くべきポイント

鉱物名だけでなく、深さと構造名、速度変化の理由を一緒に書く。

方針

結晶化問題は、相図のレバー則、核生成の自由エネルギー、マグマだまりの熱輸送を分ける。式は体積項と表面項の符号を確認する。

検算

小さい核では表面項が支配的で $\Delta G$ は正、大きい核では体積項が勝って成長が有利になる。このため臨界半径が現れる。

典型ミス

過冷却が大きいほど必ず結晶成長速度も最大になるとは限らない。核生成率と拡散・成長速度は分けて考える。

試験で書くべきポイント

相図では組成、温度、量比をレバー則で示す。核生成では $\gamma$ と $\Delta g$ の意味を必ず説明する。

方針

太陽系存在度は、太陽分光、始原的隕石、揮発性元素、核合成をつなぐ問題である。気体に残る元素と固体に入る元素を区別する。

検算

太陽の吸収線は、連続光が上層の原子に吸収されてできる。発光線ではなく吸収線である点に注意する。

典型ミス

隕石組成をすべての元素で太陽と同じとしない。H、希ガスなどの揮発性元素は固体隕石で大きく欠乏する。

試験で書くべきポイント

元素存在度の説明では、観測方法、代表性、例外、核合成過程を順に述べる。