前回は
- 地震ってどうやって(どうして)発生しているのか
- 地震の揺れの種類
について勉強していきました。
今回は
- 地震の大きさ（マグニチュードと震度）
- 速度計算問題
を勉強していきましょう！
特に速度の計算問題は定期テストはもちろん、入試問題にも頻出です。
ここでしっかり押さえていきましょう！
前回の記事「【理科】地震のメカニズムと揺れの種類」はこちら
地震の大きさを表す方法として、主に2つが使われています。テレビの地震速報でもこれから紹介する2つは見たことがあると思います。
マグニチュードは地震そのものの大きさを表す単位です。数が大きくなればなるほど、より地震の規模が大きくなったことを表します。
マグニチュードが1変わると、その地震の規模は約32倍大きくなります。
震度は地震の揺れの大きさを表す単位です。以下の図のように10段階で表されます。
東日本大震災の時には最大震度の7が観測されたそうです。
よく出題されますが、最低震度が0、最高震度が7なので注意してください！
震度は地震計が測定した揺れの大きさを元に0～7で表されます。震度7は地球の重力加速度とほぼ同じくらい大きさです。
その為、震度8を記録する揺れとなると重力加速度の6倍！の大きさを観測することになるので、実際には起こりえないだろうと言われています。
また、震度を定めているのは気象庁なので日本のみの尺度です。目的としては地震の大きさが人の体感・行動にどれほどの影響を与えるのかを客観的に定める為です。
なので、震度5と6は、地震計が同じ値を示しても人間に及ぼした被害や影響を考慮して「強と弱」のどちらかで表されるようになっているそうです。
それでは、今回のメイン：速度問題の解説をしていきたいと思います。大事になってくるポイントは大きく3つあります。
①P波とS波、初期微動継続時間をしっかり理解しておくこと。
こちらは前回の記事で詳しく載せています。不安だなぁという方はご覧ください。
②P波とS波は発生する時間は同じであるということ。
これに関しては、当然ですね。地震は発生してからPとSに分かれるので発生源は1か所です。地震が発生する場所のことを「震源」と呼びます。
③初期微動継続時間は震源からの距離に比例すること。
例えば震源からの距離が30ｋｍの場所で初期微動継続時間が30秒だった時、距離が60ｋｍの場所では倍の60秒になります。
ここでのポイントは震源からの距離が遠くなるほど、初期微動継続時間は長くなることです。
これもP波とS波が一定の速度で進むことを考えると当然と言えます。
それでは早速問題を見てみましょう！
前回の記事「【理科】地震のメカニズムと揺れの種類」はこちら
ある場所で地震が発生し、震源からの距離がそれぞれ60ｋｍ、120ｋｍ、200ｋｍの地点で初期微動が始まった時刻と、主要動が発生した時刻を記録したところ
60ｋｍ地点では初期微動が11時00分15秒、主要動が11時00分25秒
120ｋｍ地点では初期微動が11時00分25秒、主要動が11時00分45秒
240ｋｍ地点では初期微動が11時00分45秒、主要動は不備があり計測が出来なかった
この時以下の問いに答えよ。
Q1.S波の速さを求めよ。
Q2.地震の発生時刻はいつか。
Q3.240ｋｍ地点での主要動の発生時刻はいつか。
Q1.S波の速さ
S波は主要動を引き起こす原因となる波なので、60ｋｍ地点と、120ｋｍ地点での主要動の時間に注目しましょう。
60ｋｍ地点では11時00分25秒、120ｋｍ地点では11時00分45秒
つまり、S波は60ｋｍの道のりを20秒で進んだことになります。
これらより、速度は道のり÷時間で求められるので、S波の速さは60（ｋｍ）÷20（秒）＝3（ｋｍ/秒）となります。
Q2.地震の発生時刻
やり方はQ1の答えを利用する場合と、P波の速さから求める場合の2通りがあります。
まずは、後者で、確かめとして前者を利用して解いていきましょう。
P波は初期微動を引き起こす原因となる波なので、60ｋｍ地点と、120ｋｍ地点での初期微動の時間に注目しましょう。
60ｋｍ地点では11時00分15秒、120ｋｍ地点では11時00分25秒
つまり、P波は60ｋｍの道のりを10秒で進んだことになります。
これらより、P波の速さは60（ｋｍ）÷10（秒）＝6（ｋｍ/秒）となります。
このP波が60ｋｍ進むために要する時間は60（ｋｍ）÷6（ｋｍ/秒）＝10（秒）です。
発生時刻は0ｋｍ地点の話なので60ｋｍ地点の時間から10秒を引いた
11時00分05秒が発生時刻となります。
それでは、前者で合っているか確かめをしていきましょう。
Q1の答えよりS波の速さは3ｋｍ/秒です。
このS波が60ｋｍ進むために要する時間は60（ｋｍ）÷3（ｋｍ/秒）＝20（秒）です。
発生時刻は0ｋｍ地点の話なので60ｋｍ地点の時間から20秒を引いた
11時00分05秒が発生時刻となります。大丈夫そうですね。
これにより、P波もS波も発生する時間が同じということが証明されました
Q3.240ｋｍ地点での主要動の発生時刻
こちらもQ1の答えを利用する場合と、初期微動継続時間に注目するやり方があります。
前問と同じように、まず後者で、その後前者で確かめをしていきましょう。
まず、初期微動継続時間は震源からの距離に比例することを利用します。
60ｋｍ地点に注目すると、P波が到着してから、S波が到着するまでの時間が初期微動継続時間になるので、
11時00分25秒－11時00分15秒＝10秒となるので、60ｋｍ時点での初期微動継続時間は10秒です。
求めたい240ｋｍ地点は60ｋｍ地点の4倍なので、初期微動継続時間も4倍となるはずです。
これらにより、10（秒）×４＝40（秒）が240ｋｍ時点での初期微動継続時間です。
よって、主要動を引き起こすS波が到着する時刻はP波が到着した11時00分45秒の40秒後、11時01分25秒となります。
さて、確かめをしていきましょう。
Q1よりS波の速さは3km/秒なので、120ｋｍ地点から120ｋｍ離れた240ｋｍ地点に着くまでにかかる時間は
120（ｋｍ）÷3（ｋｍ/秒）＝40（秒）なので、120ｋｍ地点の11時00分45秒から40秒進んだ、11時01分25秒となります。
いかがでしたでしょうか？
一見難しい地震の速さの問題も、3つのポイントを押さえれば、小学生の算数の力だけで解くことができます。
是非チャレンジしてみてください！！
最後までお読みいただきありがとうございました。
他にも様々なお役立ち情報をご紹介しているので、ぜひご参考にしてください。
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