問4 下線部木星型惑星に関して,下の図2 は海王星の内部の層構造を示すモデル図で…
太陽系の惑星と形成過程に関する問1 ~問4 に答えよ。 2005 年の小惑星探査機「はやぶさ」による小惑星「イトカワ」の探査に続いて,2019 年には,図1 のように「はやぶさ2 」による小惑星「リュウグウ」の探査が行われた。 太陽系が形成される初期には,微惑星が衝突・合体し,原始惑星を形成した。小惑星は,微惑 星がそのまま残っていたり,原始惑星が再び砕けたりしたものである。小惑星を探査すること は,太陽系の起源や惑星の成り立ち,生命の原材料物質の解明などにつながるとされている。 惑星は,太陽からの距離に応じて性質の異なる二つのグループに分けられ,そのグループは 地球型惑星と木星型惑星とよばれている。木星型惑星は,地球型惑星に対して質量や半径は大き いが,密度は小さい。また,衛星の数は A ,氷や岩石からなるリング(環)を B 。し かし,それぞれのグループの中でも,大気や内部構造などには,大きな違いがある。 図1 小惑星探査機「はやぶさ2 」と小惑星「リュウグウ」のイメージ図 (JAXA のWeb サイトより)
問4 下線部木星型惑星に関して,下の図2 は海王星の内部の層構造を示すモデル図である。こ の図で,CとDそれぞれを構成する物質の組合せとして最も適当なものを,下の1 ~4 のう ちから一つ選べ。
図2 海王星の内部の層構造
- 1 C:液体の水素 D:固体の水素CもDも誤りです。海王星の内部の大部分は水やアンモニアの氷で、中心は岩石です。
- 2 C:液体の水素 D:岩石Dは正しいのですが、Cの層をつくっているのは液体の水素ではなく氷です。
- 3 C:水やアンモニアなどの氷 D:固体の水素Cは正しいのですが、海王星の中心にあるのは固体の水素ではなく岩石の核です。
- 4 C:水やアンモニアなどの氷 D:岩石氷の層が大部分を占め、中心に岩石の核があるという海王星の内部構造と一致します。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は4です。海王星は木星型惑星のうち天王星型とも呼ばれるグループで、外側から水素とヘリウムのガス、その内側に水やアンモニア、メタンが低温で固まった氷の層、そして中心に岩石の核という構造をしています。したがってCには水やアンモニアなどの氷、Dには岩石が入ります。海王星は木星や土星に比べて質量が小さく、内部の圧力も水素を金属状態にするほど高くならないため、金属水素や固体の水素の層はできません。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00002.htm)を加工して作成