東北大 過去問 2026年 地学｜AI解答・解説・シミュレーション｜アトリエファクトリー

第1問

次の文章を読み，以下の問 1〜4 に答えよ。

銀河系に存在する恒星のうち，約半分は連星である。恒星 A と恒星 B（以下，A，B と記す）からなる連星はケプラーの第 3 法則，

に従って共通重心のまわりを互いに公転する。ここで，A，B の質量を $m_{\mathrm{A}}$，$m_{\mathrm{B}}$，平均距離を $a$，公転周期を $P$，万有引力定数を $G$ とする。ある連星を地球から観測した結果，以下のことがわかった。

・連星の共通重心の年周視差は 0.01 秒（″）

・連星の公転周期は 11 年

・A と B の平均距離は 11 天文単位

・A は主系列星で見かけの等級は 0 等級

・B は，表面温度は A と等しく，見かけの等級は 15 等級

地球から A，B それぞれまでの距離は，地球から連星の共通重心までの距離に等しいとする。

問 1　地球から連星の共通重心までの距離は何パーセクか答えよ。

問 2　A と B の質量はそれぞれ太陽の何倍か答えよ。太陽の絶対等級は 5 等級とし，主系列星の光度は質量の 4 乗に比例するものとする。また，太陽の質量に比べて地球の質量は無視できるほど小さいとする。

問 3　B の半径は A の半径の何倍か答えよ。

問 4　「A と B は連星として誕生し，同時に主系列星となったのち，互いに影響を与えずにそれぞれが独立に進化した」という仮説を立てた。しかしこの仮説は A と B の観測結果と矛盾する。どのような矛盾か，6 行以内で述べよ。

第2問

次の文章を読み，以下の問 1〜4 に答えよ。

地球の内部は，構成物質の違いによって地殻・マントル・核に分けられ，大局的には層構造を成している。マントルと核の境界と境界における内部構造の変化については，(a)<u>地震波の P 波と S 波の影（シャドーゾーン）を用いて推定することができる</u>。また，地殻とマントルについては，P 波の速度が不連続に増加する境界面で分けることができるが，地殻の構造や性質は大陸地域と海洋地域で異なっている。大陸地域の地殻は厚く，主に $\boxed{\text{ア}}$ 質岩からなる上層と $\boxed{\text{イ}}$ 質岩からなる下層に分けられるのに対し，海洋地域では $\boxed{\text{ア}}$ 質岩からなる上層を欠いており，厚さも薄くなっている。これらの地殻の構造や性質の違いは，(b)<u>火成活動などの多様な過程で大陸地殻が形成・成長してきたためである</u>。

地球の内部構造は，重力を用いることによっても推定することができる。世界各地で重力を測定すると，大陸地域では $\boxed{\text{ウ}}$ のブーゲー異常が，一方，海洋地域では $\boxed{\text{エ}}$ のブーゲー異常が観測される。このことは，大陸地域は海洋地域より平均密度が小さい物質からできていることを示している。また，大陸地域と海洋地域は地形的にも異なっており，(c)<u>大陸地域の陸地の平均の高さは，海洋地域の海底の平均の深さに比べて小さい</u>。

問 1　$\boxed{\text{ア}}$〜$\boxed{\text{エ}}$ に適切な語句を入れよ。

問 2　下線部 (a) に関して，次の問 (1)，(2) に答えよ。

(1)　震央距離約 103° から約 143° は，P 波と S 波の両方が届かない影である。この観測事実から，マントルと核の境界を挟んで P 波と S 波の伝わり方がどのように変化すると推定されるか。理由とあわせて 4 行以内で説明せよ。

(2)　震央距離約 143° 以上は，P 波は届くが，S 波は届かない影である。この観測事実から，核がどのような構造をしていると推定されるか。理由とあわせて 3 行以内で説明せよ。

問 3　下線部 (b) に関して，プレートの沈み込み帯において火山弧の直下で生じている大陸地殻の形成・成長過程を，次の語句を<u>すべて</u>用いて 6 行以内で説明せよ。

｛含水鉱物，部分溶融，流紋岩質マグマ，花こう岩地帯｝

問 4　下線部 (c) に関して，アイソスタシーが成り立つものとして，大陸地域の陸地の平均の高さは何 m か，有効数字 2 桁で求めよ。計算過程も示せ。ただし，大陸地殻と海洋地殻の厚さをそれぞれ 30.0 km と 7.0 km，海洋地域の海底の平均の深さを 4.0 km とし，大陸地殻，海洋地殻，マントル，海水の密度をそれぞれ 2800 kg/m³，2900 kg/m³，3300 kg/m³，1000 kg/m³ とする。

第3問

次の問 1〜4 に答えよ。

問 1　太陽系の惑星のうち，水星・金星・地球・火星を地球型惑星，木星・土星・天王星・海王星を木星型惑星とよぶ。地球型惑星と木星型惑星の違いを，次の語句を<u>すべて</u>用いて 5 行以内で説明せよ。同じ語句をくり返し用いてもよい。

｛岩石，半径，固体，ガス，マントル，平均密度，核，氷｝

問 2　木星型惑星のうち天王星と海王星は，木星や土星に比べて質量が小さな巨大氷惑星である。なぜ，木星や土星のような巨大ガス惑星とならなかったのか，その理由を 4 行以内で説明せよ。

問 3　地球型惑星の金星と地球の現在の大気に関して，次の問 (1)，(2) に答えよ。

(1)　大気組成の中で最も割合が高い成分を，金星については解答欄 A に，地球については解答欄 B に，それぞれ分子名で記入せよ。

(2)　金星と地球の表面温度の違いと，その違いが生じる理由をあわせて 3 行以内で説明せよ。

問 4　地球は約 46 億年前に誕生し，その内部は現在も高温である。地球内部の熱源はなにか，4 行以内で説明せよ。

第4問

次の文章を読み，以下の問 1〜5 に答えよ。

地球は太陽からの放射エネルギーを受けており，主に大気と海水の運動によって，低緯度から高緯度へと熱輸送がおこなわれている。大気や海水の運動に加え，図 1 に示すような海陸分布などが影響して，(a)<u>降水量や蒸発量は場所により異なる</u>。

(b)<u>熱帯低気圧は海面水温の高い海域で発生する</u>が，コリオリ力の小さい赤道付近ではほとんど発生しない。熱帯低気圧や強い温帯低気圧が沿岸付近を通過すると，(c)<u>海水面が大きく上昇する</u>ことがある。この現象は高潮とよばれ，沿岸部に浸水をもたらすことがある。

図 1

問 1　下線部 (a) に関して，図 2 は，降水量と蒸発量の緯度別分布を示したものである。低緯度に比べて高緯度で蒸発量が小さい理由を 1 行で説明せよ。

図 2

問 2　図 2 の g において降水量が大きく，h において降水量が小さい理由を，大気の大循環と関係づけて 4 行以内で説明せよ。

問 3　図 1 の地点 A から B に向かって，海洋の表層の塩分はどのように変化すると考えられるか。理由とあわせて 4 行以内で説明せよ。

問 4　下線部 (b) に関して，年間を通して熱帯低気圧がほとんど発生しない海域を，図 1 の海域 P〜V のなかから<u>すべて</u>選び，解答欄に記号で記入せよ。

問 5　下線部 (c) に関して，海水面が大きく上昇する理由を 2 つあげ，あわせて 2 行以内で説明せよ。

第5問

次の図 1 は，流速と粒径による侵食・運搬・堆積の関係を示した一例である。図 1 の実線①は静止している粒子が動き始める流速を示し，実線②は動いている粒子が堆積し始める流速を示す。以下の問 1〜4 に答えよ。

図 1

問 1　泥と砂の境界となる粒径を解答欄 A に，砂と礫（れき）の境界となる粒径を解答欄 B に，それぞれ記入せよ。単位は mm とし，分数を用いてもよい。

問 2　図 1 の実線によれば，静止している粒径 0.003 mm の粒子が動き始める流速の値は，静止している粒径 0.3 mm の粒子が動き始める流速の値よりも大きい。それはなぜか，2 行以内で説明せよ。

問 3　粒径が 0.3〜10 mm の粒子からなる堆積物から，粒径が 0.3〜3 mm の粒子を集めたい。図 1 の流速と粒径の関係を使って集める方法を 3 行以内で説明せよ。なお，粒子はこわれることで粒径が変化することがないとする。

問 4　タービダイトの形成は，流速と粒径の関係だけでは説明できない。タービダイトはどのような過程で形成されるのか，2 行以内で説明せよ。