理科教科書　226ページ　3　地層や化石からわかること

3　地層や化石からわかること
流れる水のはたらきで運ばれた土砂が、海底などで堆積して地層がつくられる。
その地層の中に生物の死がいや巣穴などがうめられたものが、長い年月をかけて化石になる。
地層をつくる岩石やその岩石にふくまれる化石から、地層が堆積した環境を推定できることがある。
また、地層は下から上へと積み重なるので、いっぱんにいちばん下の層が最も古い地層であると考えられる。
そのため、地層からわかることを下から順に並べることで、その場所の古い時代から新しい時代への環境の変化を知ることができる。
227ページの「データから読みとろう」では、それぞれの地層にふくまれる化石から、その場所の環境が、海から、海水と淡水が混じる場所に変化し、その後、火山が噴火して火山灰が降り積もったことがわかった。
化石からわかること
生物には、あたたかい海や冷たい海などの限られた環境にしかすめないものがいる。
そのような生物の化石は、それらがふくまれる地層が堆積した当時の環境をさぐる手がかりとなる。
このような、当時の環境を示す化石を示相化石(しそうかせき)という。
当時の生物の生態を示す化石もある。
化石と地質年代(ちしつねんだい)
ある時期にだけ栄え、広い範囲にすんでいた生物の化石から、地層が堆積した年代(地質年代)を知ることができる。
このような化石を示準化石(しじゅんかせき)という。
地質年代は、このような生物の移り変わりをもとに決められており、古いものから順に古生代、中生代、新生代に分けられている。

今日は、堆積岩につながる学習として、地層と化石から何がわかるのかを学びます。
みなさんは、川が運ぶ土砂がどこにたまり、どのようにして地層になるのか説明できますか。
また、化石が入った地層を見ると、昔の環境や、どれくらい昔の地層なのかまでわかることがあります。
今日の授業が終わるころには、地層のでき方、化石のでき方、そして示相化石(しそうかせき)と示準化石(しじゅんかせき)のちがいを、自分の言葉で説明できるようにします。

まず、教科書の最初を確認します。
流れる水のはたらきで運ばれた土砂が、海底などで堆積して地層がつくられる、とあります。
ここはテストに出る重要ポイントです。
川の水は、山や地面をけずってできた土砂を運びます。
運ばれるものには、粒の大きいものから小さいものまであり、れき、砂、泥のように分けられます。
水の流れが速いところでは重い粒は運びにくく、流れが弱くなるところで粒が下に落ちてたまります。
この「たまること」を堆積といいます。

堆積が起こりやすい場所として、教科書では海底などが挙げられています。
海や湖の底は流れが弱く、土砂がたまりやすい場所です。
そして、同じ場所で堆積がくり返されると、たまった土砂が層のように重なっていきます。
こうしてできた層が地層です。

次に、化石についてです。
教科書には、地層の中に生物の死がいや巣穴などがうめられたものが、長い年月をかけて化石になる、とあります。
ここもテストでよく問われます。
化石というと骨や貝がらを思い浮かべる人が多いですが、教科書にあるように巣穴などの「生物が残したあと」も化石になることがあります。
つまり、化石は「生物の体」だけでなく「生物の活動のあと」もふくむ、ということです。

化石ができるためには、うめられてから長い年月が必要です。
生物の死がいなどが地表にそのままあると、くさったり、他の生物に食べられたりして残りにくいです。
しかし、すぐに土砂にうめられると、空気にふれにくくなり、残りやすくなります。
その後、長い時間をかけて周りの物質が固まり、形が残ったり、別の物質に置きかわったりして化石になります。

ここで、堆積岩とのつながりを確認します。
堆積岩は、土砂などの堆積物がたまり、上からの重みでおし固められたり、粒どうしが固まったりしてできる岩石です。
つまり、地層をつくる岩石の多くは堆積岩であり、堆積岩の中に化石がふくまれることが多いのです。

教科書には、地層をつくる岩石や、その岩石にふくまれる化石から、地層が堆積した環境を推定できることがある、とあります。
ここも大事です。
なぜ環境がわかるのでしょうか。
理由は、どんな土砂がたまるかは、その場所の水の流れや水の深さ、周りのようすに左右されるからです。
さらに、その場所にすんでいた生物の化石が出てくれば、当時そこがどんな水の場所だったのかをより具体的に考えられます。

次に、地層の「上下」と「古さ」の関係です。
教科書には、地層は下から上へと積み重なるので、いっぱんにいちばん下の層が最も古い地層である、とあります。
これはテストの超重要事項です。
先にできた層の上に、あとから新しい堆積物がたまっていくので、下ほど古く、上ほど新しくなります。
したがって、地層を読むときは「下から上へ」を「古い時代から新しい時代へ」と考えます。

教科書にも、そのため、地層からわかることを下から順に並べることで、その場所の古い時代から新しい時代への環境の変化を知ることができる、とあります。
これは記述問題でよく使う考え方です。
地層の下のほうの化石や岩石から昔の環境を考え、上のほうへ順に追うことで、環境がどう変化したかを説明できるようになります。

教科書の例では、それぞれの地層にふくまれる化石から、その場所の環境が、海から、海水と淡水が混じる場所に変化し、その後、火山が噴火して火山灰が降り積もったことがわかった、とあります。
ここで大切なのは、化石や地層の特徴から「順番」を説明できることです。
下の層の情報は昔、上の層の情報は新しい時代です。
したがって、この例は「昔は海だったが、その後海水と淡水が混じる場所になり、さらにその後火山灰が積もった」と、変化を順に説明する練習になります。

次に、化石からわかることを整理します。
教科書には、あたたかい海や冷たい海などの限られた環境にしかすめない生物がいる、とあります。
そのような生物の化石は、その地層が堆積した当時の環境をさぐる手がかりになる、と書かれています。
そして、このような当時の環境を示す化石を示相化石(しそうかせき)という、とあります。

示相化石(しそうかせき)は、テストで必ず覚える用語です。
示相化石(しそうかせき)のポイントは「当時の環境がわかる」ということです。
つまり、暖かい海にしかいない、冷たい海にしかいない、干潟のような場所に多い、など、すむ場所が限られる生物の化石は、その場所の環境を教えてくれます。

教科書には、当時の生物の生態を示す化石もある、とあります。
これは、体の形だけでなく、生活のしかたや行動のあとが残った化石がある、という意味としてとらえるとよいです。
たとえば、巣穴や足あとなどは、どんなふうに動いたか、どこにすんでいたかを考える手がかりになります。

次に、化石と地質年代です。
教科書には、ある時期にだけ栄え、広い範囲にすんでいた生物の化石から、地層が堆積した年代（地質年代）を知ることができる、とあります。
そして、このような化石を示準化石(しじゅんかせき)という、とあります。

示準化石(しじゅんかせき)もテストで必ず覚えます。
示準化石(しじゅんかせき)のポイントは「年代がわかる」ということです。
ある地質年代の短い期間にだけ存在し、しかも広い範囲に分布していた生物なら、その化石が出た地層は「その生物が生きていた時代の地層だ」と判断できます。
つまり、示相化石(しそうかせき)は環境、示準化石(しじゅんかせき)は年代、この対比が最重要です。

最後に、地質年代の区分です。
教科書には、地質年代は生物の移り変わりをもとに決められており、古いものから順に古生代、中生代、新生代に分けられている、とあります。
ここは並べ替え問題で出やすいので、順番を必ず暗記します。
古い順に、古生代→中生代→新生代です。

では今日のまとめです。
流れる水で運ばれた土砂が海底などで堆積して地層ができる。
地層の中にうめられた生物の死がいや巣穴などが、長い年月で化石になる。
地層をつくる岩石や、ふくまれる化石から、当時の環境を推定できることがある。
地層は下が古く、上が新しいので、下から順に読むと環境の変化がわかる。
示相化石(しそうかせき)は当時の環境を示し、示準化石(しじゅんかせき)は地質年代を示す。
地質年代は古い順に古生代、中生代、新生代である。

テスト対策として、次の2つを必ずできるようにしましょう。
地層の図を見て、下から上へ「古い→新しい」を言えること。
示相化石(しそうかせき)と示準化石(しじゅんかせき)を見分けて、「わかるのは環境か年代か」を答えられること。

今日は示準化石と示相化石を学びます。
地層から分かることは大きく2つです。
① 地層ができた時代（いつ）
② 地層ができた環境（どんな場所）
この2つの手がかりになるのが、化石の中でも特に重要な示準化石と示相化石です。
定期テストでは「定義」「時代区分の年代」「代表的な化石」がセットでよく出ます。

【まず暗記：時代の区切り（超重要）】
古生代：5億4000万年前～2億5000万年前
中生代：2億5000万年前～6600万年前
新生代：6600万年前～現在

【1　示準化石】
示準化石＝地層ができた時代（いつ）を知る手がかりになる化石。
示準化石として強い条件は次の2つです。
・生きていた期間が短い（短いほど年代をしぼれる）
・世界の広い範囲で見つかる（地層どうしを比べられる）

【テストに出る言い方】
示準化石：地層ができた時代を知る手がかり

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【2　示相化石】
示相化石＝地層ができた環境（どんな場所）かを知る手がかりになる化石。
例：サンゴの化石が多い → あたたかく浅い海の可能性が高い。

【テストに出る言い方】
示相化石：地層ができた環境を知る手がかり

【超重要】
示準化石＝いつ／示相化石＝どんな環境

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【3　なぜ示相化石は示準化石になりにくい？】
質問：「示相化石でも年代がわかるなら、示準化石では？」
答え：年代が“だいたい分かる”だけでは示準化石とは言いにくいからです。
示相化石は、同じ環境が長く続くと、その生物も長い期間生き続けやすく、年代を細かくしぼりにくいことが多いです。
つまり、
・示相：環境は分かるが、年代は広めになりやすい
・示準：年代をせまくしぼれる
この違いです。

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【4　教科書の化石を整理】
ここからは、化石ごとに「どんな生物」「いつごろ」「示準か、示相か」「示相が示準になりにくい理由」をセットで確認します。
（年代は、定期テストで使いやすいように“およその範囲”で示します）


◆古生代（5億4000万年前～2億5000万年前）

① ハチノスサンゴ＝示相化石
・どんな生物：サンゴの仲間（群れで増えやすい）
・いつごろ：古生代の中ごろに多い（目安：約4億4000万年前ごろ～約3億6000万年前ごろ）
・示相の理由：あたたかく浅い海にすむため、環境が分かる
・なぜ示準になりにくい？：サンゴ類は「環境が合えば長い期間」出やすく、年代を細かく決める主役になりにくい

② リンボク＝示相化石
・どんな生物：大きな植物（陸上の森林をつくるイメージ）
・いつごろ：古生代の後半に多い（目安：約3億6000万年前ごろ～約3億年前ごろ）
・示相の理由：植物の化石＝その場所が陸地だった可能性が高い
・なぜ示準になりにくい？：同じタイプの植物は「陸の環境が続く限り」長い期間出やすく、年代をせまくしぼりにくい

③ フズリナ＝示準化石
・どんな生物：海の単細胞生物（殻をもつ）
・いつごろ：古生代の後半（目安：約3億5000万年前ごろ～約2億5000万年前ごろ）
・ポイント：「古生代後半の地層＝フズリナ」は定番

④ サンヨウチュウ（三葉虫）＝示準化石
・どんな生物：海にすむ節足動物（エビ・カニの仲間に近いイメージ）
・いつごろ：古生代の広い期間（目安：約5億2000万年前ごろ～約2億5000万年前ごろ）
・ポイント：中学では「古生代の示準化石」として覚えるのが基本


◆中生代（2億5000万年前～6600万年前）

⑤ ザミテス＝示相化石
・どんな生物：植物（ソテツに似た裸子植物）
・いつごろ：中生代（目安：約2億5000万年前～6600万年前ごろ）
・示相の理由：陸地・温暖な気候だった可能性が高い
・なぜ示準になりにくい？：生存期間が長いため、示準化石にはならない

⑥ モノチス＝示準化石
・どんな生物：海の二枚貝
・いつごろ：中生代の前半に多い（目安：約2億2000万年前ごろ）
・ポイント：「中生代前半の目印＝モノチス」として覚える

⑦ フクイラプトル＝示相化石
・どんな生物：恐竜（陸上の動物）
・いつごろ：中生代（目安：約1億3000万年前ごろ）
・示相の理由：恐竜の化石が出る＝その場所が陸地だった可能性が高い
・なぜ示準になりにくい？：恐竜は種類が多く、恐竜「だけ」では年代が広くなりやすい（年代は化石の“種類の細かい区別”が必要になりがち）

⑧ アンモナイト＝示準化石
・どんな生物：海の軟体動物（イカ・タコの仲間で殻をもつ）
・いつごろ：中生代に特に多い（目安：約2億4000万年前ごろ～6600万年前ごろ）
・ポイント：「中生代＝アンモナイト」は超定番


◆新生代（6600万年前～現在）

⑨ カヘイセキ＝示準化石
・どんな生物：海の単細胞生物（殻が硬貨のように見える）
・いつごろ：新生代の前半に多い（目安：約5600万年前ごろ～約3400万年前ごろ）
・ポイント：「新生代前半の目印＝カヘイセキ」

⑩ ビカリア＝示準化石
・どんな生物：海の巻貝
・いつごろ：新生代の中ごろに多い（目安：約2300万年前ごろ～約1500万年前ごろ）
・ポイント：「新生代の代表＝ビカリア」は定番

⑪ ナウマンゾウ＝示準化石
・どんな生物：ゾウの仲間（大型の哺乳類）
・いつごろ：新生代のかなり新しい時期（目安：約30万年前ごろ～約1万年前ごろ）
・ポイント：「新生代（新しい地層）の代表＝ナウマンゾウ」

⑫ メタセコイア＝示相化石
・どんな生物：植物（木。森林のイメージ）
・いつごろ：新生代で化石が見つかりやすい（目安：約2000万年前ごろ～数十万年前ごろ）
・示相の理由：木の化石＝その場所が陸地で森林などの環境だった可能性が高い
・なぜ示準になりにくい？：植物は「環境が合えば長い期間」続きやすく、年代を細かくしぼる決め手になりにくい

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【まとめ】
① 示準化石：地層ができた時代（いつ）を知る手がかり
② 示相化石：地層ができた環境を知る手がかり
③ 時代区分（数字）
古生代：5億4000万年前～2億5000万年前
中生代：2億5000万年前～6600万年前
新生代：6600万年前～現在

【テスト直前チェック】
・「示準＝いつ」「示相＝環境」を即答できるか
・化石名を見て「時代」と「示準/示相」を言えるか
・示相化石について「なぜ示準になりにくいか」を一言で言えるか（生息期間が長くなりやすく、年代を細かくしぼりにくい）