高校生向け！地学の探究ラボへようこそ！

ようこそ、探究ラボへ。ここでは、現象をただ観察するだけでは終わりません。自ら「仮説」を立て、それを検証するための「モデル実験」を設計し、得られたデータから「定性的・定量的考察」を行い、結論を導き出します。この一連のプロセスこそが、科学の本質です。思考の限界に挑戦してみましょう。

1. プレート運動モデル実験

① 課題：プレート境界のタイプ（衝突、沈み込み）は、地殻変動にどのような違いをもたらすのか？

② 仮説：大陸プレート同士の衝突では大規模な「しゅう曲山脈」が、海洋プレートの沈み込みでは「海溝」と「火山活動」が再現できるはずだ。

③ モデル実験：

厚紙や消しゴムなどを「プレート」に見立てる。
【衝突の再現】２枚の大陸プレート（同じ硬さの消しゴムなど）を、定規などで両側からゆっくりと押し付け、どのように変形するか（しゅう曲するか）を観察する。
【沈み込みの再現】硬い大陸プレート（厚紙）の下に、少し柔らかい海洋プレート（画用紙など）を、低い角度でゆっくりと押し込み、境界面でどのような地形（海溝）が形成され、大陸プレート側がどのように盛り上がるかを観察する。

プレートの上に、小麦粉や砂をうすくふっておくと、押し縮められたときにできる「しわ（しゅう曲）」の様子が、もっとリアルに観察できるよ！

④ 考察：このモデル実験で再現できた「しゅう曲」や「海溝」は、実際のヒマラヤ山脈や日本海溝の形成メカニズムと、どのようにつなげて考えられるか？逆に、この単純なモデルでは再現できていない、実際の地球で起きている複雑な現象（例：地震の発生、マグマの生成）は何か？

⑤ 結論：実験結果からわかったことを、自分の言葉でまとめよう。

2. 粒度別堆積モデル実験

① 課題：流れる水によって運ばれた土砂は、流れがゆるやかになる場所で、どのように堆積するのか？

② 仮説：河口付近など流れがゆるやかになる場所では、重く大きい粒子（れき）が先に沈み、軽く小さい粒子（泥）ほど、より遠くまで運ばれてから沈むはずだ。

③ モデル実験：

れき・砂・泥を混ぜた土砂を用意する。
大きめの水槽や衣装ケースの片方を高くして傾斜をつけ、水をゆっくりと流し、簡易的な川を作る。
上流から、用意した土砂を少しずつ流し込む。
水槽の底に、土砂がどのように積もっていくか（粒の大きさごとに分かれて積もるか）を観察する。

④ 考察：観察された地層の断面は、河口から沖合にかけての海底の堆積物や、地層の「級化層理（級化成層）」という構造と、どのようにつなげて考えられるか？この原理を応用すれば、地層の上下判定に利用できるのではないか？

⑤ 結論：実験結果からわかったことを、自分の言葉でまとめよう。

3. 湿度と露点の定量的測定

① 課題：空気の湿度と、水蒸気が凝結を始める温度（露点）には、どのような定量的な関係があるのか？

② 仮説：空気中の水蒸気量が多い（湿度が高い）ほど、少し冷やしただけですぐに凝結が始まるため、露点は高くなるはずだ。

③ 実験・観察：

部屋の気温と湿度を、温湿度計で正確に記録する。
金属製のコップによくかき混ぜながら少しずつ氷水を加え、コップの表面がくもり始めた瞬間の、水温を測定する。この温度が「露点」である。
加湿器や除湿器、あるいは換気などによって部屋の湿度を意図的に変化させ、それぞれの湿度条件で、露点がどのように変化するかを、複数回測定し、記録する。

④ 考察：測定結果を、横軸に湿度、縦軸に露点をとってグラフにプロットしてみよう。どのような関係性が見られるか？飽和水蒸気量曲線図上で、この実験結果はどのように説明できるか？この原理は、朝霧の発生予測にどう応用できるだろうか？

⑤ 結論：実験結果からわかったことを、自分の言葉でまとめよう。