授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
31602:宇宙地球科学１(TA) § 31603:（教）地球科学１(CA) 2023 春セメスター 木5 理工学部,生命科学部 平野 史朗 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅠ　３０４号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

地球科学の対象は我々の目の前にある最も身近な惑星であるにもかかわらず、その時間的・空間的なスケールの大きさと、その姿の多様さによって、ときに人間の直感を大きく裏切る非自明な場である。地球内部の岩石は固体でありながら流動し、地震発生は予測不可能でありながら単純な統計則を見せ、風は自ら勝手に渦を巻き、生命は未来を見通す能力があるわけでもないのに進化する。地球科学的事象は、我々の日常的感覚としては「ありえない」ような不思議に満ちている。一見捉えどころのないこれらの現象に対し、科学的にアプローチするためにはどのような考え方が適切とされているのかを理解し、その帰結としての描像を学ぶ。またその理解のために、推論・数理モデル・実験を適切に利用することを会得する。
授業は対面で実施する。成績評価はオンライン小テストのみに基づき、小テストの結果に対しては採点結果と解説を公表しフィードバックとする。

受講生の到達目標

地球科学における様々な通説や仮説が、何故提唱され受容されているか、その証拠や背景まで含めて理解する。例として、地球が46億年前にできたと考えられる証拠や、地球内部のマントル領域が固体であることの証拠、あるいは大陸移動説や進化論が提唱され受け入れられたのにはどのような学術的背景があったか、などの問いに筋道立てて答えられるようになる。また、地球科学的現象を定量的に説明でき、そのために簡単な数学的モデルを理解し、計算ができることを到達目標とする。

事前に履修しておくことが望まれる科目

本学講義の範囲においては特になし。ただし高校レベルの数学は随所で活用するため、万が一身についていない場合は充分に復習を要する。

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
1−3

序論

├地球科学におけるパラダイム
│　├地球平面説と球体説
│　├天動説と地動説
│　├創造説・天変地異説と進化論・斉一説
│　└プレートテクトニクス
├地球の形と大きさ
│　└Eratosthenes による推定
├地球の内部構造
│　├海洋・地殻・マントル・外核・内核
│　└それぞれの体積比と質量比
└地球科学を理解するための数理的手法
　　├線型逆問題
　　├衛星測位システム
　　└震源推定

4−5

岩石圏の形成

├地球はいつできたか？放射性年代測定
│　├半減期と放射性崩壊のモデル式
│　└K-Ar法
├小惑星の挙動と衝突
│　├引力と衝突のシミュレーション
│　└ケプラーの法則と、地球に接近する天体
└マグマオーシャンと地殻・マントルの形成
　　├衝突による熱
　　├地球最古の石
　　└ジャイアント・インパクト説

6−10

岩石圏の活動

├マントル対流とプレートテクトニクス
│　├地層累重の法則
│　├地球膨張・収縮説と大陸移動説
│　└海洋底拡大説
└火山と地震
　　├マグマと火山
　　└地震

11−13

大気圏と水圏

├偏西風と気圧の渦のメカニズム
│　├Coriolis の力
│　├温度と気圧傾度力
│　└地衡風
├地球の水はどこから来たか
│　└太陽系内物質の重水素含有比
└水と氷と大気の相互作用
　　├フィードバック
　　├アルベドと温室効果
　　└全球凍結

14−15

環境変動と生命の進化・絶滅

├生命の誕生
│　├コアセルベート仮説
│　├熱水噴出孔における生態系
│　└自然原子炉仮説
├酸素濃度の変遷
│　└全球凍結後の環境と生命活動
└進化と絶滅
　　├暗黒バエ実験
　　├進化の系統樹
　　└小惑星衝突か火山噴火か

授業実施形態

BCP停止の場合は、BCPレベル0～2の記載どおりに授業が行われます。
During the suspension period of BCP, classes will be as described in BCP levels 0-2.

【BCPレベル1~2の場合 / In the case of BCP level 1-2】
・第1週はメディア授業
・第2週目以降は全て対面授業

【BCPレベル3~4の場合 / In the case of BCP level 3-4】
・すべてメディア授業

授業外学習の指示

外部 web サービスを利用する指示があった場合は、まず当該 web サービスの操作方法を把握する必要がある。小テストの回答に必要かどうかにかかわらず、紹介された web サービスの色々な機能を試し、扱いに慣れることで、講義内容の理解が効率的に補完される。
成績評価のために全4−5回の小テストを実施するが、小テストが出題された週に限って問題に取り組むには時間が足りないことは確実なので、予め講義中に紹介された「例題」などを解いておくこと。「例題」は主に計算問題であることが多く、これが理解できていれば、該当する小テストの問題も確実に解けるようなものである。また、「例題」が理解できない場合は、自分がどのように考え、どこまでを理解し、どこからがわからないのかを明確にした上で、manaba+R の個別指導（コレクション）を通じて講師に質問すること。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 100

講義中に紹介した地球科学における、様々な仮説の背景にある科学的な考え方についての理解と、その応用能力を問う

成績評価方法(備考)

全15回中4−5回程度、 manaba+R の小テスト機能を用いて理解度と応用力を問う。講義資料中に書かれた正解をそのまま写すだけの問題は少なく、論理の流れを適切に組み立てたり、計算によって解を導くようなものが中心となる。自力で解を導くのが困難な場合は、回答期限よりも余裕を持って事前に質問して良い。その際、自力でどこまでが理解でき、どこからが理解できないのか、自分ではどのように考えているのかを明確にしておくこと。

受講および研究に関するアドバイス

・外部webサービスの活用について

各自のインターネット環境において、学外の web サービスへアクセスし、各自で情報を閲覧・操作してもらう場合がある。また、その一部において MathWorks 社の Matlab Online を利用する。同社のラインセンスは大学から各自に配布されているメールアドレスを利用すれば作成できるので、少なくとも大学のメールアドレスでメールを送受信できるようにしておくこと。

・数学的手法について

自然現象を定量的に記述するために、基本的な数学の概念を用いる。
例えば連立一次方程式や最小二乗法、指数法則と対数法則、試行回数と確率の関係などである。
予習する必要はないが、もし講義中に紹介された数学的手法について知らなかったり忘れていた場合は自習・復習すること。

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

参考書(使用頻度、その他補足)

講義中に論文や科学ニュースメディアの記事を紹介する場合があり、その殆どはオンラインアクセス可能である。

参考になるwwwページ

USGS Latest earthquake
http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/map/
United States Geological Survey による、世界中の地震の震源分布カタログ。右上のギアアイコンをクリックすると、地震発生の期間や場所、規模などを絞り込んで地図に投影させることができる。全世界の地震発生分布がひと目で確認でき、それがプレートとどのような位置関係にあるかを知ることもできる。

Google Map
https://www.google.com/maps/
オプションから "Earth" を選択すると、衛星画像により再現された地球表面を閲覧できる。さらに海底地形図なども繁栄されているため、沈み込むプレート境界の存在などを確認することも可能。

UNAVCO Plate Motion Calculator
https://www.unavco.org/software/geodetic-utilities/plate-motion-calculator/plate-motion-calculator.html
緯度経度で指定した地点のプレートが、どの方角へどの程度の速さで移動しているかを計算してくれる。ただし地球上のプレートは全て動いているため、何を基準(Reference)とした運動を計算するかを指定する必要がある。

EarthWindMap
https://earth.nullschool.net/
地表付近や上空の大気の流れを可視化してくれる。風速・気温などの情報を色の分布で重ねて見ることもできる。

meteoblue
https://www.meteoblue.com/en/weather-maps/
先述の EarthWindMap と類似のサービスだが、動きがない代わりに、気圧分布なども表示される

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考


【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/