地学のひろがり

地学とは

• 「地学」ということばの意味のひろがりは、現代日本語のなかで、かならずしも一定していない。
• 日本で近代科学がはじまって日が浅い明治のころには、「地学」と「地理」という語が区別なくつかわれていたこともある。 東京地学協会(ウェブサイト http://www.geog.or.jp/ )の『地学雑誌 (Journal of Geography)』はそのころ名づけられた。 しかし、いまのふつうの用語では、地学と地理とは、共通部分 (だいたい「自然地理学」にあたる) はあるが、別の概念とされている。
• 日常語としての「地学」は「地球科学」とだいたい同じ意味だろう。
• 日本の学校教育(とくに高校教育)では、第二次世界大戦後ごろから、「理科」を「物理、化学、生物、地学」の4分科に分けることが慣例になった。 この地学は、いいかえれば「宇宙と地球の科学」であり、 日常語の「地学」に「天文学」をあわせたものに近い。
• 実際の学校での科目名は上記の4分科のとおりとはかぎらない。 現在の高校では、4分科でいう「地学」が、 実際の科目では「地学基礎」「地学」の2科目にわけられている。 「地学」の意味のひろがりが複数あってややこしいが、適宜ことばをおぎなって区別する。
• 東洋大学でわたしの担当する「地学概論」と「地学」の2つの科目は、 教職課程の教科に関する科目でもあるので、 そこでの「地学」という分科名の意味づけは、日本の学校教育にあわせることにする。 授業名としての「地学」と分科名としての「地学」は、適宜ことばをおぎなって区別する。

人間の知識の分類のなかでの地学

学術と、そのほかの知識 (宗教、芸術...)

人文科学、社会科学、自然科学

• 大学の授業科目の大分類として、 「人文科学、社会科学、自然科学」がつかわれることがある。
  • これは、1950年ごろ、当時「新制」の大学の科目の大分類として考えられたものである。
  • すべての知識ではなく、そのうち学術の大分類というべきだろう。
  • 人文学は科学ではないとする立場もあるが、ここでは「科学」ということばの意味のひろがりを広くとって、「人文科学」としている。
• 慣例として、数学は自然科学にふくめる。 (数学の対象は自然界ではなく概念なので、数学はむしろ哲学の分科だという考えもある。 しかし、現実に、数学を人文科学にふくめるあつかいは見られない。)

理科

• 「理科」は明治期以来の日本の初等中等教育(小・中・高等学校)の教科名である。
• 理科の範囲は、だいたい(上にのべた)自然科学のうち、数学以外にあたる。
• 理科には、工学、農学、医学などの応用分野は直接にふくまないが、 そのような応用分野の専門教育を受けるための基礎知識はふくむ。
• (このほかに、高校や大学初級の教育課程を大きく 「文科系」「理科系」と分類するときの「理科」がある。 このばあいは、数学の重みが大きいものを理科系とするばあいと、 大学の自然科学系のところ(工学、農学、医学をふくむ)につながるものを理科系とするばあいがある。)

物理、化学、生物、地学

• 1950年ごろ以後、日本の高等学校の理科は、「物理、化学、生物、地学」の4分科で構成される(と認識されている)。
• 制度上の科目名は、指導要領改訂ごとに少しずつ変わっている。 現在は、たとえば地学が「地学基礎」と「地学」の2科目になっている。
• 中学校の理科は、「第1分野」が物理・化学、「第2分野」が生物・地学にあたる。

地学

• ここでいう地学は、日本の中等教育(中学・高校)のために設定されたまとまりであり、学術研究や専門家養成のたちばでの専門分科名ではない。
• 内容を簡単にのべれば「宇宙と地球の科学」である。
• 英語で earth science あるいは geoscience というと、このうち地球の科学の部分だと思われるだろう。 なお、geoscience は地理学をふくみ、その地理学は人文地理学をもふくむので、 (『地学雑誌』があつかう範囲とはあっているのだが) ここでいう地学から はみだすところもあるだろう。 ここでいう地学を英語で表現すれば、earth and space science あるいは science of the earth and the universe だろう。 (英語のspaceとuniverseとはだいぶ意味がちがうのだが、その話題はあとまわしにする。)

自然科学のうちでの、地学という分野の特徴

• 普遍的法則性を追求はするのだが、物理・化学よりは個別的。 この宇宙、この地球、1回しかない(自然の)歴史の経過を問題にする。
• 素過程として、また手段として、物理・化学・生物学を利用する。
• 人(個体)にくらべて、けたちがいに大きい空間・時間規模をあつかう場面が多い。 (けたちがいに小さい規模をあつかう場面もあるが、 そこでおこなわれることは物理・化学の応用でもあるので、地学の特徴とは言えないと思う。)

高校地学(および 地理)の学習指導要領

• 2018年3月末に改訂された。新指導要領は2022年4月から実施予定。
• 新指導要領の本文は、文部科学省サイトの [外][平成29･30年改訂 学習指導要領、解説等] のページからリンクされている。
• 2018年2月現在の案から、「地学基礎」と「地学」を書きぬき、すこしならべかえたものを [ここ]に置いた。 この案から3月末の決定までに、変更があったかもしれないが、わたしはまだそのチェックができていない。
• 2018年2月現在の案にもとづいて、新指導要領の「地学基礎」と「地学」のおおまかな構成を [2018-02-15のブログ記事(1)]、 「地学基礎」の現行のものとの比較を [2018-03-03のブログ記事]で紹介した。 (そして、大気・水圏関係の部分について、わたしの意見をのべた。) 今回の改訂による変化は、理科(という教科)については小さい。
• 今回の改訂による変化は、「地理歴史」という教科については非常に大きい。 そのうち地理の部分は、「地理総合」という必修科目と、 その上につみあげられる選択科目「地理探究」になる。 2018年2月現在の案から、「地理総合」と「地理探究」を書きぬき、すこしならべかえたものを [ここ]に置いた。 また、「地理総合」と「地理探究」のおおまかな構成と、 大気・水圏にどのようにかかわっているかを、 [2018-02-15のブログ記事(2)]で紹介した。 両科目とも、指導要領では、「課題解決」など、学ぶ態度に関することが強調されているが、 学ぶ対象となる知識についての記述がとてもおおまかだ。 実際に何がおしえられるかは、いま編集中の教科書に何が書かれるかによるところが大きいだろう。
• わたしは、地学・地理にわたって、大気・水圏に関して、どんな知識内容を重点としておしえるべきかについての 意見を、つぎの記事に書いた。
  • [*] [地理・地学教育の中で気候・気象のどのような内容を扱うか] 『地理』 (古今書院) 2019年 3月号 20-27.

『図表』の構成

この授業では、浜島書店(2013)『ニューステージ 地学図表』という資料集をつかう。 その本の目次を、つぎのリンクさきに書きぬいておいた。

• [『図表』目次]

この本は、高校の授業で、教科書だけでは不足する図や画像の情報をしめすために、生徒に持たせることを意図したものである。 同様なものとして、第一学習社の『地学図説』(2019年度の授業で使った)、 数研出版の『地学図録』(2018年度の授業で使った)がある。 いずれも、大学の教材としてみると、情報の出典表示がとぼしいという欠点がある。 3つの出版物の比較については[読書メモ]を見てほしい。

高校の地学 (科目としては「地学基礎」と「地学」の両方) の内容は、だいたいつぎのように分類できる。 浜島書店の『図表』での章への切りわけもしめしておく。 他社の教材では、章への切りわけかたにちがいがある。

• 基礎科学。対象領域で、宇宙 (第1章)、大気・水圏 (第4章)、地球内部 (第2章・第3章) とわけられる。 (第3章は地球内部のうちで地表に近い部分をあつかう。) 大気・水圏・地球内部にわたる「地球システム」の考えかたは第5章。
• 人間社会の課題に関連する(基礎科学からみると応用的な)話題。 地球環境問題(第5章)、自然災害(地震・火山災害は第2章、気象・土砂災害は第4章)、 天然資源(鉱物資源は第2章、エネルギー資源は第5章)。

地学があつかう空間的対象

(増田の)「地学概論」では、この全体にわたって見ていく。

• 宇宙(universe) ... 多数の銀河などをふくむ
• 銀河 ... 多数の恒星(太陽のなかま)をふくむ。
  • 宇宙-銀河-太陽系の関係は 『図表』 1章12-13ページ [1]「宇宙の階層構造」 [(*) 左の図] [(*) 右の図] 参照。
• 太陽系 ... 太陽、惑星、衛星、惑星間空間
  • 『図表』 1章16ページ [1]「太陽系の構造」 [(*) 上の図] [(*) 中の図] [(*) 下の図] 参照。
• 地球のまわりの空間(space)
  • 地球のまわりの「磁気圏」。 [(*) 『図表』1章 35ページ [3]「太陽風」]参照。
  • 大気のうち高層の部分である「熱圏」あるいは「電離層」。 [(*) 『図表』 4章 170ページ [1]「大気圏の構造」[A]] 参照。
• 地球表層 ... 大気、海洋、雪氷、陸面 ← (増田の)「地学」(という科目)ではおもにここをあつかう。
  • [気候システムの概念図]参照。 『図表』のうちで近いのは [(*) 5章 205ページ [3]「水の循環」]。
  • 大気のうちわけは [(*) 『図表』 4章 170ページ [1]「大気圏の構造」[A]] 参照。 地球表層のうちであつかう大気は「対流圏」「成層圏」「中間圏」の部分。
  • 海洋については『図表』 4章 194-195ページ「海水の構造」を参照。ただし全体をうまくまとめた図がない。 [(*) [4]「深層水の流れ」]
• 地球内部 (「固体地球」ともいう。ただし「外核」は液体である。)
  • うちわけは [(*)『図表』2章66ページ [1]「地球の層構造」の [A]「地球の内部」]を参照。
    • 地殻
    • マントル
    • 外核
    • 内核

(このページのここから下は、第1回の授業では簡単にとりあげるだけにします。 別の回にもどってくるかもしれません。)

地学の方法の大類型

• 数理科学的アプローチ ... 法則(の候補となる仮説)と、原因から、結果を考える。... 専門分科としては地球物理学など
• 博物学・フィールド科学的アプローチ ... 事実(結果)の証拠を総合し、法則性や原因を考える。... 専門分科としては地質学、古生物学、地理学など

地学の専門家養成の学問分科

「地学」全体を、教育上の専門とする人はいるだろうが、 研究上の専門とする人はたぶんいない。 地学の専門家は、地学のうち、対象別や方法別にわかれた専門分科の専門家である。 対象によるわかれかたは上の「空間的対象」、 方法によるわかれかた(のうち説明しやすい部分)は上の「大類型」を参照してほしい。 ここには、わたしが専門家養成という観点で思いあたった専門分科名をあげておく。 全部を網羅してはいない。 (「火山学」は、専門分科名としてはあるが、専門家養成上は、地球化学、地質学、地球物理学、自然地理学のいずれかから進む専門だと思うので、入れなかった。)

• 宇宙論 (物理学科でおこなわれる物理の部分とされることが多い)
• 天文学、宇宙物理学
• 惑星科学
• 地球物理学
  • 太陽地球環境物理学 (磁気圏、電離層などをあつかう)
  • 気象学、大気物理学
  • 海洋物理学
  • 固体地球物理学 (地震学、測地学、そのほか)
• 地球化学 (化学科の部分であることが多い)
• 同位体地球科学 (地球化学の部分だったり地球物理学の部分だったりする)
• 鉱物学
• 地質学 (岩石、地層などをあつかう)
• 古生物学 (化石をあつかう)
• 地理学
  • 自然地理学 (地形、気候、水文、植生などをあつかう)
  • (人文地理学 (人間社会をあつかう) ... ふつう地学の範囲にはふくめない)

『図表』の構成と専門分科

『図表』の目次にだいたいそって、 主題となるキーワードをあげたうえで、 「...」のあとに、それぞれに対応する専門分科名をあげてみる。 (ただし、主題と専門分科との対応は、わたしの主観によっており、見おとしもあると思う。)

このようなリストをつくった理由は、 高校の教材の範囲をこえた知識を得ようとすると、「地学」や「地球科学」では見つからず、 それぞれの専門分科の大学レベルの入門書・教科書を見る必要が生じることが多いからである。 (このリストを暗記しようなどとは考えないでください。)

なお、主題のキーワードのうち下線をつけたにしたところは、 (東洋大学でわたしが担当する科目の名としての)「地学」でおもにあつかうところをさす。

• 第1章 宇宙の中の地球
  • 宇宙 ... 宇宙論、天文学
  • 銀河、太陽、恒星、太陽 ... 天文学
  • 太陽系、惑星 ... 惑星科学
  • 地球の自転・公転と、みかけの天体の動き ... 天文学(位置天文学)、地球物理学(測地学)
• 第2章 地球のすがたと活動
  • 地球の形と大きさ、重力、地磁気、地熱、地球内部構造 ...固体地球物理学(測地学、地球電磁気学、地球熱学、地震学)
  • プレートテクトニクス ... 固体地球物理学、地質学(構造地質学)
  • 火山 ... 火山学(地質学、地球化学、地球物理学などの教育を受けた人がかかわる研究分野)
  • 火成岩、造岩鉱物 ... 地質学(岩石学)、鉱物学
  • 地震 ... 固体地球物理学(地震学)
  • 活断層 ... 地質学(構造地質学)、自然地理学(地形学)
  • 地震災害 ... 地震学、海洋物理学(津波について)、土木工学、建築工学など
  • 火山災害 ... 火山学、気象学(航空への影響、気候への影響について)など
  • 鉱物資源 ... 鉱物学、地球化学、地質学など
• 第3章 地球の歴史
  • 地表の変化
    • 風化 ... 地質学、地球化学
    • 地形形成 ... 自然地理学(地形学)
    • 河川 ... 水文学[すいもんがく] (自然地理学、地球物理学、土木工学(河川工学)などの教育を受けた人がかかわる研究分野)
  • 地層、堆積岩 ... 地質学
  • 地殻変動 ... 固体地球物理学(測地学)、自然地理学(地形学)
  • 変成岩 ... 地質学
  • 地層の対比、地質時代、地球の歴史 ... 地質学、古生物学、地球化学・同位体地球科学
  • 地質調査、地質図 ... 地質学
• 第4章 大気と海洋
  • 大気の循環 ... 気象学
  • 海洋の循環 ... 海洋物理学
  • 気象災害 ... 気象学など
  • 土砂災害 ... 自然地理学(地形学)、土木工学
• 第5章 地球環境
  • 地球システム
    • 気候 ... 気候システム論[仮称] (気象学、海洋物理学、雪氷学などの要素からなる分野)
    • 水循環 ... 水文学
    • 炭素循環 ... 地球化学など
  • 地球環境問題
    • 地球温暖化 ... 気候システム論[仮称]
    • その他の地球環境問題 ... 地球化学、生態学など
  • 天然資源
    • エネルギー資源 (化石燃料は鉱物資源でもある) ... (多数の専門分科)