第 15 回⽇本地学オリンピック本選（地質番号

⽒名

解答⽤紙）
得点

（注意）作図は以下の図を⽤いて、下書きの線なども消しゴムで消さないこと。

（裏⾯につづく）

（１）

⾛向N45°W（２）

C 層の厚さ17 m

傾斜30°NE・ 広域に分布（３）・ 短時間（同時）に堆積

鍵層・ 岩相・鉱物組成・化学組成などで他の地層と識別可能
2.3×104 年，もしくは 23000 年

（４）
（５）
（６）

（７）

（８）

い， お
白亜紀
地点 S

トリゴニア

地点 T

コノドント，トリゴニア

地点 U

フズリナ，三葉⾍，コノドント

地点 X

コア 1

地点 Y

コア６

配点
（１）各 4 点，計 8 点（２）4 点（３）各 3 点，計 12 点（４）4 点（５）全て正解して 5 点（６）2 点（７）地点 S１点，地点 T２点，地点 U３点，計６点（８）各 3 点，計 9 点

地点 Z

コア５

第 15 回⽇本地学オリンピック本選（固体地球番号

⽒名

解答⽤紙）
得点50

左横ずれ型断層地震。断層の東側が北向きに、断層の⻄側が南向きに移動した (配(1)点：5 点)

点 A から観測点 (あ)までの距離は、𝑟! = 21 kmなので、S 波の到達に要する時間は𝑡! ="#$= 7.0 秒。点 B から観測点 (あ)までの距離は、𝑟% = 18 kmなので、S 波の到達に要する時間は 𝑡% =#&$= 6.0 秒 (配点：5 点)(2)$点 B からの運動の開始は点 A に⽐べて Δ𝑡 = " = 1.5秒だけ遅れる。この⼀連の運動時に点 A・点 B から地震波が到着する時間差は、Δ𝑇 = Δ𝑡 + 𝑡% − 𝑡! = 0.5 秒 (配点：10 点)(3)（裏⾯につづく）

点 B から観測点 (い)までの距離が 𝑟% ′ = 24 kmとなるため、点 B からの波の到着
(4)

"'"#

時刻は 𝑡% ′ = $ = 8.0 秒。点 A からの波の到着時刻は (2)と同様に 𝑡! = $ = 7.0秒であるので時間差は Δ𝑇ʻ = Δ𝑡 + 𝑡% − 𝑡! =2.5 秒 (配点：5 点)

S 波直達部の継続時間が、観測点（あ）よりも観測点（い）の⽅が短くなるため、伝播⽅向と同じ⽅向にある観測点（あ）の⽅が波形が重なりやすいのに対して，伝播⽅向と逆側の観測点（い）では，波形が分離しやすい．
（配点：５点）(5)

様々な観測点で S 波直達部の継続時間を測定する。それが最も短くなる向きに断層運動が移動した可能性が考えられる (配点：10 点)(6)

断層運動が発⽣する領域全体の⼤きさが異なる。
規模の⼤きい地震ほど、断層運動が⽣じた範囲 (点 A と点 B の距離)が広くなり、Δ𝑡が⼤きくなっていることを表していると考えられる (配点：10 点)(7)

第 15 回日本地学オリンピック本選（気象番号解答用紙）

氏名

得点50

問1窒素

(1)

ア

(2)

ウ

14(i)

⑥
3.9イ

酸素mm

（計算過程）

地表面 1 m2 の上空にある対流圏の大気の質量は，(1000 − 200) × 10! kg m"# s"!
= 8.16 … × 10$ kg m"!
"!
9.8 m sであるから，対流圏を 1 日あたり 1.5 ℃加熱するために必要な熱量は，
(3)
(ii)

8.16 × 10$ kg m"! × 1.0 × 10$ J °C"# kg "# × 1.5 °C day "#= 1.22 … × 10% J day "# m"!
である。このうち 8 割が水の凝結による潜熱加熱によりまかなわれるとすると，降水量（水の体積）は，1.22 × 10% J day "# m"! × 0.8= 3.90 … mm day "#&"#$"$
2.5 × 10 J kg × 1.0 × 10 kg m

解答用紙 2 に続く

番号

氏名

問2

太陽放射による加熱率は変化しないので，地球放射による冷却率も変化しない。結果として一定の冷却率が保たれる(1)

ように，二酸化炭素濃度が高いことによる冷却率の増大を相殺するぶんだけ温度が低下する。
x(2)

問3

この領域の海洋には鉛直方向に深い循環や対流が存在し，(1)表層の熱が深層へと運ばれやすいため，海洋の表層が温まるのに時間がかかるから。
陸上のほうが海上よりも地表気温の上昇が大きい傾向が，(2)

海陸の熱容量の違いを反映する過渡応答においてだけではなく，平衡応答においてもみられるから。

【配点案】合計 50 点問 1 (1) 3 点×2(2) 4 点

問 2 (1) 8 点(2) 5 点

問 3 (1) 6 点(2) 6 点(3) (i) 5 点(ii) 10 点

第 15 回⽇本地学オリンピック本選（海洋 解答⽤紙）

番号
問１（１）3 点×２ = ６点
（ア）
偏⻄⾵

⽒名

得点

50（２）３点（イ）
貿易⾵（または北東貿易⾵）⿊潮 （または⽇本海流）

問２（３）８点（計算結果）
1.4 m/s（計算過程）
図２より、海⾯⾼度は 100 km で 1 m 上昇することがわかる。
したがって、海⾯⾼度の⽔平勾配は、1×10-5 である。模式図は、海⾯が直線で表されているので、この値は、強流域のどこでも変わらない。
したがって、（１）式より[上層の流速] = (1.4×105)×(1×10-5)= 1.4 (m/s)（４）８点（計算結果）
442 m（計算過程）
海⾯⾼度が最⾼の 100 km 地点における境界⾯の深度を h (m)とする。
下層では圧⼒の⽔平勾配がゼロなので、⻄岸の 0 km 地点と 100 km 地点で h (m)での⽔圧（荷重）は等しいという式を⽴てる。すなわち(100×1025)+(h-100)×1028 = (1+h)×1025となる。上式を解くと
h = 100 + 1025 /3 ≈ 442 (m)（裏⾯につづく）

問３（５）４点

（６）４点
②

①②（７）
（ウ）２点
（計算結果）
13.2（度/⽇）（計算過程）
１⽇当たりの公転⾓度 = 360 度 / 27.3 ⽇≈ 13.2 (度/⽇)
（７）
（エ）８点
（計算結果）
24.9(時間)（計算過程）
所⽤時間= 24 (時間)+ 13.2 (度)/ 360 (度) × 24 (時間)≈ 24.9 (時間)
（７）
（オ）２点
（計算結果）
12.5（時間）（計算過程）
南中から次の南中の所要時間は 24.9 時間なので24.9 (時間) / 2 ≈ 12.5 (時間)
（７）
（カ）５点
（計算結果）
13.7(⽇)（計算過程）
⽉の公転周期が 27.3 ⽇なので27.3 (⽇)/ 2 ≈ 13.7 (⽇)

第 15 回日本地学オリンピック本選（天文分野 解答用紙）
番号
問1

氏名

得点

（A〜D それぞれ 5 点。合計 20 点）

A:
2*2.957*105 [km]: 4.2*9.46*1012 [km]= 10-4 [km]: d☆ [km]から、A=2900 km
B:
10cm * 0.15 より、B=1.5 cm
C:
2*6.957*105*104[cm] : 10 [cm] = 0.05 * 1.5*108*104[cm] : dp[cm] から、C=54 cmD:
2*6.957*105*105[mm] : 102 [mm] = 1.1 * 2*6.957*105*105/109 [mm] : dp [mm] から、D=1.0mm（太陽の半径が 10cm だった場合の比の計算から求める。10cm の球が「直径」であるのに注意。
）

問2

10 点満点図からトランジットの深さを 0.016 と読み解く。
明るさが 1.6%減ったことから、主星の面積の 1.6%が隠されている。
系外惑星の断面積を Sp、主星の断面積を S☆、半径を r☆、太陽陽半径を r8、地球半径を re 地球の断面積を Se として、
S☆=πr☆2 = π*(1.1* r8)2
Sp =0.016 * S☆
= 0.016 * (π* r☆2)
= 0.016π * (1.16* r8)2
= 0.016π * (1.16*109* re)2
= 0.016*(1.16*109)2 * πre 2= 255.793* πre 2
有効数字２桁で、260πre 2地球の断面積のおよそ 260 倍

transit depth が 1.6%の結果では、ここで求められた惑星半径は 15.92±1.12 地球半径(re)のため、断面積としては、256 程度である。観測結果によって幅があるので、考え方、メモリの見方、計算方法にミスがなければ正解としたい。

（裏面へ続く）問3

10 点満点赤色矮星半径(r☆)における断面積(S☆)に対する地球半径の断面積の割合を求める。
太陽半径を r8、地球半径を re 地球の断面積を Se として、
S☆=πr☆2=π(0.2 r8)2=π(0.2*109 re)2=21.82πre2=475.24πre2
Se/S☆= πre2/475.24πre2 =0.002104
0.21%の減光を捉えればよい。

問4

10 点満点主星の放射強度を L☆,惑星が受ける放射を lp、距離を r として、主星からの光が距離の二乗に反比例して暗くなるという関係を以下のような式で考える。
L* x 1/r2 = lp
L*=太陽放射、r=1 天文単位の場合、地球の受ける放射 le は１となる。
今回、lp は地球と同じ放射量を受ける状況を考えるので、lp＝１となる。
そのため、
L☆ x 1/r2 = 1 より、r2 = L☆ となる。
L☆=0.0016 であるため、r=(0.0016)1/2=(16 *10-4) 1/2 となり、有効数字２桁で 0.040 au(天文単位)となる。

＃平方根表はなくても解ける。
参考：放射エネルギーが太陽の 0.00155 倍の褐色矮星であるプロキシマ・ケンタウリの場合、地球と同じ放射を受ける位置は 0.0039au である。
http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/Proxima_Centauri_bJP.html