地　震

地震については，課題だけでなくここでの解説もしっかり覚えておいてください。プレート境界が3密の日本は，火山と地震の国です。
地震の原因
地震は，地下の岩盤の破壊現象＝断層によって起こります。このことが明らかになったのは明治24年(1891年）に発生した濃尾地震で震源と考えられる断層（根尾谷断層）が地上に現われ，その写真が世界に報じられたことによります。

　　根尾谷断層(岐阜県水鳥地区)；Wikipediaから

山崎晴雄（2011）
断層が地表に現われるとは限りませんが，過去しばしば内陸で発生する大地震（おおじしん）では，断層の変位が認められることがあり，内陸直下型とか，活断層による地震とよばれます。普段，それほどでもないゆれを起こす断層は，地下にあって見ることはできませんが，震源となる断層（震源断層）があることになり，そのずれの始まりを震源，最も速くゆれの始まる直上の地表を震央と言います。

　　　　　　　地震断層と震源，震源断層など
地震波と震源
震源で起こった振動は波として伝わり，Ｐ波とＳ波があることは中学でもやっていると思います。

気象庁のHPから
NHKの動画地震波の伝わり方など参考にしてください。
　P波からS波までの時間差を，初期微動継続時間といい，震源からの距離が大きくなるほど長くなります。この関係式はやはり日本で発見されていて「大森公式」と呼ばれます（明治の地震学者，大森房吉による）。距離：D，初期微動継続時間：T，としてD＝kT（kは比例定数）で，kを導く課題がありますが，T＝ts-tpであり tp，tsを普通に速さと時間と距離の関係で式にすれば，順次求められると思います。 kの値は，地域によりますが，おおよそ８前後で，地震計の記録からTを読み取って，震源距離を３つの地点で求めれば，コンパスを使った作図によって震源を求めることができます。
　３つの円がダブって重なりますが，それぞれの円どうしの交点を描くと，１点で交わり，この点が震央(X)になります。震源の深さは，どれか一地点からの震源距離（＝半径）a と震央距離dと深さX－Y，の三辺からなる直角三角形の一辺なので，ピタゴラスの三角形として求めることができます（下図）。

啓林館教科書の図
震度とマグニチュード
　地震の大きさを表わす単位に，震度とマグニチュードがあります。震度はゆれの大きさを表わす0~7の10段階（5，6には弱と強）で， 5以上では被害が出ると考えておいてください。大きな地震が起こっても，震源から遠くなれば震度は徐々に小さくなります。これに対して，マグニチュード（M）は地震そのものの規模を表わす尺度で， 7や8では大地震になりますが，2の違いが地震のエネルギーが1000倍の差と定義されています（1違うと1000の平方根で，32倍）。これは，指数対数の関係です。地震のマグニチュードの大きさを模型で比較する。
前半の課題は，この関係をグラフで確かめるというもので，松本先生のわかりやすい解説動画を見てください。まず縦軸が対数メモリ（片対数）のグラフを描くことはできるでしょう。対数メモリで直線になると言うことは，y＝bX＋a（直線）のyが＝log₁₀E，として値が成り立つようにすればよく，たとえば，M=0のときEは6.3×10^4ですので，log₁₀6.3×10^4を電卓で求めれば，yが分かり， M =0 なのでaは[　　]ですね。二つ目は実際に発生している地震のマグニチュードと回数の関係です。これもグラフが描ければ（直線をあてはめる），この場合y切片を見つけるより，適当に2つの点の値から連立方程式でaとb（傾き）を求めてもいいでしょう。統計期間を50年から100年，200年に増やすと，グラフの傾きは同じですが，直線が全体にシフトするので，起きうる地震の規模が大きくなることがわかります。
日本列島と地震
　はじめに示したように，地震は断層運動（破壊現象）で起こります。この元になる力を応力（ストレス）と言います。その元になるのが，プレート運動であることはどこかで教わっていると思います。3.11東日本大震災（東北日本太平洋沖地震M9.0）は，プレート境界が断層運動を起こす典型的な例です。同様のプレート境界型は，1946年（昭和21年）に南海トラフで， 1923年には相模トラフで（関東大震災）を起こしました。マグニチュード（M ）は8クラスで，発生間隔は100年オーダー（関東地震は200年くらい）。プレートが動いている限り，これらの地震は無くなりません。長期的にはそろそろ発生することが予想はできますが，正確に予知をするのは困難だと考えられています。一方，内陸でも直下型の地震がたびたび発生します。2018年には北海道胆振東部地震（M6.7最大震度7）や，2016年の熊本地震（M6.5，最大震度7）がありました。北海道の地震は震源の深さが37kmと深く，プレート内部の破壊とみられていますが，熊本地震は典型的な，活断層による地震で，地震断層が地表に現われています。

熊本地震の震源〇と周辺の活断層（赤実線）；産総研「地質図Navi」から作成
熊本地震では，断層沿いで震度6以上の地震が5回も連続的に発生し，さらに大分の別府万年山断層の地震まで誘発したと考えられます。この一帯は阿蘇山を含め，別府島原地溝とよばれる，プレート運動で分裂するリフト帯で，東は中部地方から続く日本一長い活断層（中央構造線）に連続しています。秀吉の時代には大分で起きた慶長豊後地震と伊予地震（中央構造線上）につづき4日後には有馬高槻断層帯が震源とみられる伏見地震（1596年）が発生しました。秀吉は2回の大地震を経験していて，一度目は天正地震（1586年）で，もし天正地震が起こらなかったら，家康は滅ぼされていた，という話もあるくらいです。秀吉・家康が直面した大地震
というわけで，大分で地震が起きたときは，中央構造線も動いて400年前の再来かと心配されましたが，事なきを得ました。しかし，その前まで，九州は地震を起こすプレート境界からも遠いし，いままでも滅多に地震は来たことがない，と思われていたのです。活断層タイプの地震は，マグニチュードは7クラスでも，震源がその場所ですから被害も大きくなります。しかも，日本はそこいら中に活断層があって，その活動間隔は短くて数100年，平均的には数千年くらいと思われます。このような場所に暮らしていることを，きちんと頭に入れておいてほしいと思います。火山もそうですが，災害をはらんだ日本列島のこれらの地学現象は，一方で様々な恩恵も，もたらします。今でこそ，都市は海岸平野（関東平野，大阪平野）に発達していますが，中世まではほとんどが，海や湿地帯で，集落や街は盆地を中心に発達しました（京都奈良など）。そして，盆地がなぜできるかというと，盆地のへりは，ことごとく活断層なのです（平野の山側も）。活断層によって平地ができる，と覚えておいてください。

　最後に，過去の地震について，3.11以降に話題になった，9世紀の日本の地震について次の図を載せておきます。 3.11の津波災害とほぼ同じ地震が，平安時代の貞観年間にあって，1年後に肥後（熊本）地震がおこり， 9年後に南関東で，さらにその9年後には仁和の南海トラフ地震が発生しています。貞観地震の5年前には富士山が噴火して富士五湖をつくり，その後鳥海山噴火，八ヶ岳の崩壊や，伊豆新島の大噴火などが立て続けに起こる，まさに大地動乱の時代でした。関東大震災から97年たった現在，大都市を襲う地震のリスクが高まっていないと，誰にも言えないと思います。日本列島の地殻変動に関しては，改めていつか授業でやりたいと思っています。

山崎晴雄（2011）はhttps://www.tama-100.or.jp/cmsfiles/contents/0000000/6/H23.sympisium(yamasaki).pdfより

第7回　地震

啓林館　地学　　p69~77