edubun
日本語
English한국어EspañolPortuguêsFrançaisDeutschItalianoNederlandsРусскийBahasa Indonesia日本語
ホーム›地学›岩石と鉱物

岩石の年代

西オーストラリア産の小さなジルコン結晶は約44億年前のもので、地球で見つかったどの岩石全体よりも古いものです。

読み込み中

ドラッグで回転、スクロールまたはピンチで拡大・縮小。

アカスタ片麻岩は、古い火成岩が変成してできました。その中のジルコン結晶は、自分が成長した時期を記録しています。

地質学者は、年代について二つの異なる問いに答えます。どちらの岩石が古いのかを調べるのが相対年代測定で、地層の順序や化石を使います。岩石が何年前のものかを調べるのが絶対年代測定で、放射性原子が一定の割合で崩壊することを使います。二つの方法は別々に発達し、現在は互いの結果を確かめています。

下ほど古く、上ほど新しい

堆積岩は粒ごと、層ごとにでき、前の層の上に次の層が積もります。したがって、乱されていない地層では、下の層はその上のどの層よりも古くなります。USGSはこれを地層累重の法則と呼んでいます。化石はもう一つの手がかりです。1700年代後半から1800年代初めにかけて、英国の運河技師ウィリアム・スミスと、フランスの科学者ジョルジュ・キュビエ、アレクサンドル・ブロンニャールは、離れた場所でも同じ年代の岩石には同じ種類の化石が含まれると見いだしました。スミスはこれを使い、運河が横切る丘の地下にある岩石を予測しました。地質学者は英仏海峡の両岸で、同じ年代の岩石を見分けました。この考え方は現在、化石遷移の法則と呼ばれています。

鉱物の中の時計

地層累重の法則は、どの層が古いかを示しますが、何年違うかは示しません。年数を求めるには、放射年代測定を使います。岩石や鉱物中の元素には、一定の割合で別の元素の安定同位体に崩壊する放射性同位体があります。最古の岩石に使うものの半減期は、約7億年から1000億年超です（USGS）。もとの同位体の残量と、崩壊でできた物質の量を測ると、鉱物ができてからの時間が求められます。厳密には、岩石が最後に溶けた時点、または放射性元素の時計がリセットされるほど変化した時点からの時間を測ります。

半減期とは、放射性原子の半分が崩壊するまでの時間です。半減期一回で半分、二回で四分の一、三回で八分の一が残ります。必要なのは最初の量ではなく、残った量と新たにできた量の比なので、手で量れないほど小さい結晶でも時計として使えます。

地球上で最も古いもの

  • 4.54 Ga: 隕石と最古の鉛鉱石の鉛同位体から求めた、地球と太陽系の年代（不確かさは1%未満）
  • 4.53〜4.58 Ga: 年代測定された70個を超える隕石
  • 4.4〜4.5 Ga: 年代が測定された最古の月の岩石
  • 4.4 Ga: オーストラリア中西部の堆積岩中にあるジルコンの粒
  • 4.03 Ga: カナダのグレートスレーブ湖付近のアカスタ片麻岩。年代が測定された地球最古級の岩石
  • 3.7〜3.8 Ga: グリーンランド西部のイスア表成岩

数値はUSGSによるものです。Gaは十億年前を表します。35億年以上前の古い岩石はすべての大陸で見つかりますが、地球最初の地殻ではありません。溶岩流や浅い水中に積もった堆積物なので、それらができる前にも地球には歴史があったことになります。地球そのものの年齢を求めるため、科学者は地球と隕石を一つの系の一部とみなし、ウランの崩壊に伴う鉛207と鉛206の比の変化を調べます。こうして45.4億年という値が得られます。

異なる時計の結果も一致します。古い岩石をさまざまな放射年代測定法で調べると整合した結果が得られます。USGSによると、この一致が、年代は数%以内の精度で正しいという科学者の確信につながっています。
  1. 乱されていない堆積岩の地層で、最も古い層はどこにありますか？
    • いちばん下
    • いちばん上
    • 真ん中
  2. 運河が横切る丘の地下にある岩石を、化石から予測したのは誰ですか？
    • ウィリアム・スミス
    • フリードリヒ・モース
    • ロバート・ボイル
  3. 半減期が三回過ぎると、放射性同位体はどれだけ残りますか？ 小数で答えてください。
  4. 鉱物中の放射性同位体が、最初の25%残っています。半減期は何回過ぎましたか？
  5. 地球は45.4億年前、アカスタ片麻岩は40.3億年前にできました。地球は何百万年古いですか？
  6. USGSによると、これまで地球上で年代が測定された最古の物質は何ですか？
    • 西オーストラリアのジルコンの粒で、約4.4 Gaです
    • アカスタ片麻岩で、4.03 Gaです
    • イスアの岩石で、3.7〜3.8 Gaです
  7. 地球の年齢が45.4億年とわかったのは、どの方法によりますか？
    • 隕石と最古の鉛鉱石に含まれる鉛同位体から
    • 地球上で最古の岩石から
    • 堆積層を数えることによって
  8. 放射年代測定で測るのは、岩石が最後にどの状態になってからの時間ですか？
    • 溶けた、または放射性元素の時計がリセットされるほど変化した状態
    • 水に触れた状態
    • 日光を浴びた状態
  9. 70個を超える隕石の年代は45.3〜45.8億年前です。この幅は何百万年ですか？
  10. 古い順に並べてください。
ポイント
  • 相対年代測定：地層累重（下ほど古い）と化石遷移を使います。
  • 絶対年代測定：放射性崩壊を使います。半減期は7億年から1000億年超です。
  • 古い岩石の例はアカスタ片麻岩（4.03 Ga）、最古の結晶はジルコン（約4.4 Ga）です。
  • 地球は45.4億年前にできました。隕石の鉛同位体から求められた年代です。
このコースの出典 (18)
  • USGS FAQs (usgs.gov/faqs): What is the difference between a rock and a mineral? (mineral definition; common minerals quartz, feldspar, mica, amphibole, olivine, calcite; rock = aggregate of one or more minerals)
  • What are igneous rocks? (Latin for fire; intrusive/plutonic slow cooling over thousands or millions of years, coarse grained, granite, diorite, gabbro, peridotite; extrusive/volcanic fine grained or glassy, vesicular, rhyolite, andesite, basalt, obsidian)
  • What are sedimentary rocks? (layering; siltstone, sandstone, conglomerate, limestone, shale; clay, silt, sand, pebbles larger than 2 mm; chert; limestone precipitated from water)
  • What are metamorphic rocks? (heat, pressure, hot mineral-rich fluids; not melted; denser; phyllite, schist, gneiss, quartzite, marble; foliation; contact metamorphism)
  • USGS Find-A-Feature: Fossil (fossils almost exclusively in sedimentary rocks)
  • USGS Fossils, Rocks, and Time (pubs.usgs.gov/gip/fossils: most rocks exposed at the surface are sedimentary; gravel to conglomerate, sand to sandstone, mud to mudstone or shale; Nicholas Steno mid-1600s; Law of Superposition; William Smith; Law of Fossil Succession)
  • USGS Geologic Time: Age of the Earth (pubs.usgs.gov/gip/geotime/age.html: radiometric dating, half-lives 700 million to more than 100 billion years, Acasta Gneisses 4.03 Ga, Isua 3.7 to 3.8 Ga, zircons 4.3 Ga and 4.4 Ga in Western Australia, Moon rocks 4.4 to 4.5 Ga, meteorites 4.53 to 4.58 Ga, Earth 4.54 Ga with uncertainty under 1%, rocks over 3.5 billion years on all continents)
  • USGS Mohs Hardness Scale image page and USGS Bulletin 1042-G Gem Stones of the United States (ten minerals, relative scale, diamond many times harder than corundum, much dust is silica, quartz 7)
  • NPS Mohs Hardness Scale (Theophrastus, On Stones, about 300 BC)
  • Physical Geology H5P Edition 5.6 Mineral Properties (opentextbc.ca, reference materials: natural fingernail 2 to 2.5, copper 3, steel nail 4, glass and knife 5 to 5.5, streak plate 6.5 to 7)
  • Physical Geology 2nd ed. 7.2 Classification of Metamorphic Rocks (Steven Earle, opentextbc.ca: slate, phyllite, schist, gneiss by grade; grade table 150 to 300, 300 to 450, 450 to 550, above 550 °C; marble, quartzite, hornfels; migmatite)
  • British Geological Survey, Discovering Geology: Rocks and minerals (rock cycle, Peterhead granite feldspar, quartz and biotite, limestone to marble, shale to slate, contact metamorphism, mineral definition)
  • Weathering (biological, chemical, physical, freeze-thaw)
  • Geological processes (erosion, deposition)
  • BGS Geology dataset page (schist and gneiss recrystallized in the solid state)
  • Geological Society of London, Compaction and Cementation (calcite, silica, iron oxides, clay minerals as cements)
  • OpenStax Chemistry 2e 1.2 (oxygen 49.20% and silicon 25.67% of the mass of Earth's crust and atmosphere)
  • USGS Water Density (ice about 9% less dense than water).

確認日: 2026-10-17