【地学】地震発生の仕組みとマグニチュード

なぜ地震は発生するの？

地震は地盤に力が働き、岩盤が破壊（断層の形成）されることによって生じます。

震源が浅い場合には、断層が地表に現れることがあります。これを地震断層と呼びます。地震発生の原因となった地下の断層を、震源断層と呼び、これらを含めて震源域と呼びます。

断層が始めに形成された点を震源、その真上の地表を震央と呼びます。

観測地点から震源までの距離D(km)は、P波到着からS波到着までの時間T(s)から求めることができます。大森公式と呼ばれる公式は次の通りです。kは定数（速度）ですが、6～8km/sであることが多いです。

D = kT

地震計は、上下、南北、東西の揺れを測定しています。地震波では、初めにP波が到着し、次にS波、その後に表面波が到着します。

「押し」「引き」とは、地殻の動く向きのことを指します。「引き」とは断層面に向かって引かれる地表で、「押し」とは断層面に沿って押し出される地表です。押し引きは地震計に記録された初動の上下方向の向きから求めることができます。

地図上にプロットされた押し引き分布から、断層面として可能性のある直行する2面を決定します。どちらが地震を発生させたのかは、余震の分布でわかります。

余震とは、最も大きな振動（本震）の後に起きる地震のことを指します。余震は断層面に沿って起こります。

震度は震央から離れるほど小さくなります。しかし、震央から遠くても震度が大きくなることがあり、このような場所を異常震域といいます。マントルなどの柔らかい場所を通って伝わる波は小さくなりますが、固い海洋プレートを通って伝わる振動は大きなまま伝わるため、遠くでも震度が高くなることがあるためです。

良く知られている地震では、プレートとプレートの境界線で起こるプレート境界地震と呼ばれるものがあります。プレート境界地震の内、海溝で起こるものを海溝型地震と呼びます。M8を超える地震の殆どは海溝型地震です。

また、プレート境界地震のほかに、プレート内で起こるプレート内地震があります。プレート内地震には大陸プレートで起こる内陸型地震、海洋プレートで起こる海洋プレート内地震、スラブで起こるスラブ内地震があります。

低温で重くなり海溝で沈み込んだプレートのことをスラブと呼びます。スラブは深さ660km付近に留まったのちに、かたまりとしてさらに地球内部へ沈下していきます。

内陸型地震の場合、生活の場が震央付近となることがあり、被害が甚大となります。このような内陸型地震のことを直下型地震と呼びます。

地震のエネルギーの大きさをマグニチュードMと呼びます。単位はJ（ジュール）であり、M0は6×10⁴Jです。マグニチュードが1大きくなると、約32倍になり、マグニチュードが2大きくなると、エネルギーは約1000倍になります。

モーメントマグニチュードMωは、断層の面積S、断層のすべり量D、岩石の固さμの積から求めることができます。

Mω = S×D×μ

ずるずると滑り続ける断層は地震を起こすことがありません。このような断層をクリープ断層と呼びます。これは断層の表面に水を含む成分が多く、滑りやすいためであると考えられています。

地震波発生しませんが、建物などがズレることがあります。