地震が起きるしくみ
地震は、地下で起きる「岩盤のずれ」によって発生します。流れはとてもシンプルです。
- 地下の岩石に、ゆがみ（ひずみ）が少しずつたまっていく。
- ある瞬間、ゆがみに耐えきれず、岩盤がずれる。このずれの面を 断層 という。
- そのときの振動が、地震波として地中を四方八方に伝わる。
- 地震波が地表に達して、私たちは「ゆれ」として感じる。
つまり、地震は「ためたゆがみが一気に解放される現象」です。風船が割れるときのパチンと似ていて、長くたまったエネルギーが一瞬で振動に変わります。
震源と震央 ── 似ているけど別の言葉
地震の話でいちばん最初に区別したいのが、この2つの言葉です。
地震波には2種類ある ── P波とS波
地震計の波形をよく見ると、ゆれは1回ではなく 2段階で来ています。これは性質の違う2種類の波が、別の速さで届いているからです。
- 速さ：毎秒5〜7km（とても速い）
- ゆれ方：縦ゆれ・小さい振動
- 正体：初期微動（地震計に最初に映る小さな波）
- 波の種類：縦波（進行方向と振動方向が同じ）
- 速さ：毎秒3〜4km（P波より遅い）
- ゆれ方：横ゆれ・大きい振動
- 正体：主要動（被害を起こす大きなゆれ）
- 波の種類：横波（進行方向と振動方向が直交）
P波の方が速いので、観測点には 必ずP波が先に到着 します。少し遅れてS波が到着し、そのときに大きくゆれるという順番です。
初期微動継続時間と大森公式
P波が到着してからS波が到着するまでの時間を、初期微動継続時間 と呼びます。これがこの単元の主役です。
遠くで起きた地震ほど、速いP波と遅いS波の 差 が大きく開きます。観測点で「P波が来てからS波が来るまで」を測れば、震源までの距離が分かるのです。
初期微動継続時間は、震源距離に比例する
震源から遠い観測点ほど、P波とS波の到着時刻の差が大きくなる。問題では、表やグラフから比例関係を読み取って震源距離を求める。
※「初期微動継続時間×8km」などの係数は、与えられた条件から使う目安。いつも固定で使う公式として丸暗記しない。
- 初期微動継続時間が 10秒 の地点 → 震源距離 ≒ 10 × 8 ＝ 80km
- 初期微動継続時間が 5秒 の地点 → 震源距離 ≒ 5 × 8 ＝ 40km
- 近い地点ほど初期微動継続時間が 短い。震源直上ならゼロに近い。
緊急地震速報のしくみ
テレビやスマホで「ピロン、ピロン」と鳴る緊急地震速報。あれは未来予知ではなく、P波とS波の 速度差 を利用した、ものすごくシンプルなしくみです。
①震源近くの観測点で、まず P波（速い・小さい）を検出する。
②気象庁が瞬時に「これは大きな地震」と判定。
③S波（遅い・大きい）が遠くの街に到達する 前に、全国へ通知。
④受け取った人は、数秒〜数十秒の余裕で身を守る行動ができる。
P波が遅ければこのしくみは成り立ちません。「速いけど小さいP波」「遅いけど大きいS波」という性質の違いがあるからこそ、被害の前に警告を出せるわけです。
震度とマグニチュード（最大のひっかけポイント）
ここがテストでいちばん間違えるところです。「震度」と「マグニチュード」は完全に別物。よくある勘違いを先につぶしておきます。
- 震度7 と マグニチュード7 はまったく別の数字。同じ「7」でも意味が違う。
- 1つの地震に、マグニチュードは1つだけ。でも震度は、観測点ごとにいくつも違う値が出る。
- M9.0の巨大地震でも、震源から遠い地点では震度2や3にしかならない。
- M5.0の中規模地震でも、震源直上の真上では震度5強になることがある。
- つまり「M=規模」「震度=その場所でのゆれ」と覚える。テレビでも「震源地は〇〇沖、マグニチュード7.0、最大震度5弱」のように、別々に報じている。
日本周辺で地震が多い理由 ── プレート
世界地図に地震の発生地点を書き込むと、ある場所に集中していることが分かります。日本はその集中地帯のど真ん中です。
- 地球の表面は 十数枚のプレート（厚い岩板）に分かれていて、それぞれゆっくり動いている。
- 日本列島の周辺は、4つのプレートの境界にあたる。
- プレート同士が押し合う境界では、岩盤に ゆがみがたまりやすく、地震が起きやすい。
- くわしいしくみは 04-05（プレートテクトニクス）で扱います。
練習問題
- 地下で岩盤がずれ、地震が発生した場所。
- 震源の真上にあたる、地表の点。
- P波が到着してからS波が到着するまでの時間。
- S波によって起こる、大きなゆれ。
- 地震そのもののエネルギーの大きさを表す値。
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(1) 震源
(2) 震央
(3) 初期微動継続時間
(4) 主要動
(5) マグニチュード（記号M）
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震源距離 ≒ 15秒 × 8 ＝ 120km
初期微動継続時間が長いほど、震源は遠い。逆に、震源直上に近い地点では初期微動継続時間はとても短い（0秒に近づく）。
- 「震度」と「マグニチュード」の違いを説明しなさい。
- 緊急地震速報が、強いゆれが来る前に通知できるしくみを説明しなさい。
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(1) 解答例：震度は、観測した場所でのゆれの大きさを表す値で、震度0〜7の10段階で表される。同じ地震でも、観測点ごとに違う震度が出る。一方、マグニチュードは地震そのものが放出したエネルギーの大きさを表す値で、1つの地震につき1つの値しかない。マグニチュードが1大きいとエネルギーは約32倍になる。
(2) 解答例：地震が起きると、速いP波と遅いS波が同時に発生する。震源近くの観測点でまずP波を検出し、それをもとに気象庁が「これから大きなゆれが来る」と判定する。S波が遠くの街に到達する前に通知を出すことで、人々は数秒〜数十秒の余裕をもって身を守ることができる。P波とS波の速度差を利用したしくみである。
まとめ
- 地震は、地下にたまったゆがみが 断層として一気にずれることで発生する。発生点が 震源、その真上の地表が 震央。
- 地震波には、速いが小さい P波（初期微動・縦波） と、遅いが大きい S波（主要動・横波） がある。
- P波到着からS波到着までの時間が 初期微動継続時間。大森公式「震源距離（km）≒ 初期微動継続時間（秒）× 8」で震源距離が分かる。
- 緊急地震速報は、P波を先に検出してS波到達前に通知する、速度差を使ったシステム。
- 震度＝場所のゆれの大きさ（10段階）／ マグニチュード＝地震そのもののエネルギー。「震度7」と「M7」は別物。