痔になりやすい生活習慣とは?

南極とグリーンランドの氷床がすべて融解した場合を想定します。
ただし海水と氷の密度を1.0g/cm^3とします。
(1)海洋の面積を360×10^6km^2,平均の海の深さを3730m,氷床の総量を29×10^6km^3とするとき海水準はどれだけ上昇しますか。

(2)現在の海水の平均塩分濃度を35.5%とすればこの値はどのように変化しますか。

(3)融解する氷の酸素同位体比(δ^18O)を-40.00%とし、現在の海水のδ^18Oを-0.16%とすればこの値はどのように変化しますか。

(4)融解する氷床の厚さを2.0km,マントルの密度を3.3g/cm^3とし、アイソスタシーの隆起について考察する。

基本的なことですが(3)の酸素同位体比で-と出てきているのは大丈夫なのでしょうか?高校のときに習った同位体で-が出てきた事がありませんので…正直言って(1)から既に分かりません。どなたかヒントでもいいので分かる方教えて頂けませんか。

A 回答 (2件)

No.1です。



(3)
まずδ値の説明をしなければなりませんが、
 δ=(Rx/Rst -1)×1000(‰)
です。ここでRxは試料xの同位体比、Rstは標準物質の同位体比です。当然マイナスにもなりえます。またご質問の「%」は「‰」の間違いではないかと思われます。詳しくはたとえば『地球化学』(松尾禎士、講談社)等を参照してください。

さて、問題自体は簡単です。海水の体積が1343E6(km3)、氷床が溶解したときに生じる水の体積は29E3(km3)なので、
 1343E6×(-0.16)+29E6×(-40.00)
 ―――――――――――――――――― = -1.00(‰)
  1343E6 + 29E6
となります。

(4)
ここでは、
マントルのある基準面の上に乗っているものの重さは、地球上のどこでも同じである。
長いタイムスケールで見ればマントルは流体とみなすことができる。
という2つの考え方が必要です。アイソスタシーについてはもう少し勉強が必要でしょう。

さて答えを示します。厳密さには欠ける解説をしますのでご注意ください。
氷床が融解すると陸地の上に乗っている氷床分の重さがなくなってしまいますから、それを埋め合わせるために下からマントルが流れ込んできます。そうして、「ある基準面」の上にある重さの総量をもとのままに保とうとします。
単位面積あたりで、氷床が融解してなくなった重さは、氷床の密度を0.92(g/cm3)とすると、
2000(m)×920(kg/m3)=1.84E6(kg/m2)
これをマントルで補填しなくてはなりませんから、必要なマントルの厚さは
1.84E6(kg/m2)/3300(kg/m3)=558(m)
さて、下から558mものマントルが流れ込んでくると、当然地表も558m隆起するわけです。とはいえマントルは液体ではありませんから、何万年もかけて徐々に隆起していきます。
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※ 2E3は、2×10^3という意味です。



(1)解けた氷床の総体積は、海洋全体の海面上昇に転化されるため、
氷床の総量(29E6)
――――――――――=0.081(km)だけ上昇します。
海洋の面積(360E6)

(2)平均海水濃度が35.5%ということはありえないので、35.5‰(=3.55%)の間違いだとして計算します。
現在の海水の体積は
360E6(km2)×3.730(km)=1343E6(km3)
そのうち塩分の体積は
1343E6×0.0355=47.68E6(km3)
さて、南極やグリーンランドの氷床が純水だとすると、溶解後の海水の体積は
1343E6+29E6=1372E6(km3)
なので、そのときの海水平均塩分濃度は
47.68E6
―――――=0.03475
1372E6
つまり3.48%です。

(3) (2)の応用問題なので省略

(4)まずアイソスタシーはご存知ですか?

この回答への補足

kabo-chaさん丁寧な回答ありがとうございます。
(1)(2)を丁寧に答えてくださって感謝します。
(4)のアイソスタシーについては地球内部で静水圧平衡が保たれている事という程度しか知りません(間違っていたらすみません)。
(3)は(2)を応用すればできるのでしょうか?
あつかましいのですが(3),(4)の解説もして頂けないでしょうか。
お願いします。

補足日時:2008/01/05 00:22
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Qアイソスタシー 地殻の厚さを求める計算問題

最近地学の勉強を始めました。基本的なことかも知れませんが、どなたかリードしてもらえればと思います。

問題はhttp://www.sci.hiroshima-u.ac.jp/jpn/pdf/faculty/hen-1905eps.pdfに掲載されている通りです。

大問1について考えています。どのような考え方をすればよいか(式をたてればよいか)アドバイスいただけたらと思います。水深4km、地殻の厚さ5km地点の情報から等圧面における圧力を求め、その圧力から問題にされている地殻の厚さを求める、そのような流れかとは思いますが・・・

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんばんは
地殻のところと、海水・地殻・マントルのところに底面積が単位面積の柱を仮定します。「等圧面」ですから、面上の単位面積上の柱の重さが等しいと云うことになります。ただ、重力加速度gは共通ですから、実際に計算する際は重さではなく質量が等しいと言い変えてもよいことになります。質量は、密度×体積ですが、単位面積を考えていますので柱の体積は、高さと同じ値となります。密度はg/cm^3で表され、柱の高さはkmで表されているので、どちらかに統一する必要がありそうですが、密度は密度、高さは高さですから、そのままの単位で計算して大丈夫です。

ヒント
地殻のみの部分の質量は 2.7x

海水部分の質量 1.0×4.0
地殻部分の質量 2.7×5.0
マントル部分の質量 3.3(x-12)

3kmの高度差ありますが、大気圧の違いは無視しているのでしょう。


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