ここで起こったことを説明できますか？

手順に沿って実験してみよう！

Station C

テーブルの上に、水の入ったカップが２つあります。

一つには塩水が、もう一つには真水が入っています。

テーブルにある材料だけで、今ここですぐ「どちらが塩水か」を判別するための実験 ができますか？

あなたの実験方法（実験装置の図や手順も）と、その実験結果を記録してください。

また、何を持って、あなたが「こっちが塩水だ」と結論付けたのか、その根拠を書い てください。

ちなみに、 「舐めてみる」のは禁止です！

課題を解決してみよう！

Station D

資料を読んで、質問に答えなさい。

読んで答えよう！

ステーションD用資料

水の密度、海洋成層、密度によって生じる循環

密度は、あらゆる物質の特性であり、ある物質の体積に対する質量の比率を指す。密度

＝質量／体積。水界系では、水の密度が、環境の構成や水の動き方を決めるうえで重要な 役割を果たす。

純水

定義では、 4℃での純水の密度は 1 立方センチメートル（cm

）あたり 1 グラムである（注：

1 cm

＝1ml） 。多くの物質は、冷たくなるにつれて密度が高くなるが、水はこの点で他の物 質と異なる。水は、温度が下がり 4℃（正確には 3.97℃）になるまで密度が高くなるが、

そのまま温度が下がり続けると、水の分子は規則正しく格子状に並び、水分子間の水素結

合によって、液体はわずかに膨張する。水が 0℃で結晶化して氷になると、その密度は急

激に減少する。氷は、同じ体積の水より密度が低い。氷が 0℃より冷たくなると、その密

度は増すが、氷がどれだけ冷たくなるかに関係なく、その密度は液体である水の密度には

達しない。他のほとんどすべての液体は「下で凍る」 、つまり底で凍るのに対し、氷は水よ

りも密度が低いため、浮いている層のように「上で凍る」のである。

海水

海水は、純水と溶けた物質の溶液である。 1 リットルの海水は、 1 リットルの純水より 2

～3％重い。海水に溶けている物質の多くは、イオン（正または負の電荷を持つ原子や分子）

であり、水の蒸発時に塩と結合する。塩分とは、海水 1000 グラム中の塩の総グラム数のこ とで、海水 1000 グラム中の塩の全量であり、通常は千分率で表す。たとえば、1000 グラ ムの海水に 35 グラムの塩が溶けている海水は、1000 あたり 35、つまり 35‰（パーミル）

の塩分となる。 （注：現在、科学者は電気伝導度比として塩分を表し、実用塩分を用いるが、

塩分や水の密度に関する今回の議論では考慮する必要はない。 ）

海水の密度は、塩分と水温で決まる。塩分が増加また／あるいは水温が低下するにつれ て、海水の密度は高くなる（図 2） 。

海洋成層と密度によって生じる循環

海洋水は、もっとも密度の低い水が水面に、またもっとも密度の高い水が海底に安定し た層を作る傾向がある。この現象を、密度成層という。外洋では、塩分に大きなばらつき はなく、密度成層はおもに水温によって決まる。対照的に、沿岸部や湾では、河川からの 淡水の流入や土地の流出により塩分が大きく異なり、密度成層はおもに塩分によって決ま る。水面と水底の水の密度の違いが大きければ、それだけ水の層は安定し、水面と水底の 水が混ざり合いにくくなる。

水塊の間の密度の違いによって、深海の海流が生まれる。海洋の地域（例、ノルウェー

海やウェッデル海のような極地地方や、地中海のような閉じた地域）によっては、密度の

高い水塊が水面で形成される。こうした密度の高い水塊は沈み、下方の密度の低い水と変

位する。この密度によって生じる循環を、熱塩循環という。事実上、世界の海洋全体が熱

塩循環にかかわっている。これは海洋における水の垂直移動の大部分、そして世界の海洋

全体の循環にかかわるゆっくりとしたプロセスである。

ステーション D 用ワークシート

「水の密度、海洋成層、密度によって生じる循環」に関する質問

次の質問に答えなさい。

1.密度とは何か？

2.純水の密度にはどんな要素が影響を及ぼすか？ 純水の密度は、あなたが挙げた要素の それぞれによって、どう変わるか？

3.海水の密度にはどんな要素が影響を及ぼすのか？ 海水の密度と、あなたの挙げた要素 との間にはどんな関係があるか？

4.海洋における密度成層とは何か？ 密度成層は、海洋中の生物にどのように影響を及ぼ すか？

5.熱塩循環とは何か？ 熱塩循環は、海洋中の生物にどのように影響を及ぼすか？

（資料中の）図 2 を使って、次の問題を解きなさい。

6.データ（これらの測定は、ジブラルタル海峡近辺で実施された。 ）

水温（℃） 塩分（‰） 密度（g/cm

） 地中海 18 39

大西洋 20 36 a. 地中海の水と大西洋の水の密度を求めなさい。

b.地中海の水が、ジブラルタル海峡で大西洋に流れ込むとき、どのように振る舞うか？