第１回 地震の発生 １－１ 地震と断層 １－２ プレートテクトニクスと地震 １－３ 日本列島周辺の地震 １－４ 地域の活動度 １－５ 主な被害地震と教訓 参考書 １－１ 地震と断層 （１）断層 • 岩盤の物理的特徴：力を加えれば変形し （歪み），限度を超えるとせん断破壊する • 地震とは：断層間の岩盤の歪が限度を超え， せん断破壊してずれ，エネルギを放出する • 地震動とは：断層のせん断破壊による衝撃 が地震波として四方八方に伝わる 地震の震源・震央と断層 ：地震でずれた断層 阪神大震災の地表地震断層 淡路島の北淡町 断層のタイプ ＜縦ずれ断層＞ 地震でのずれが上下方向に発生したもの • 逆断層：両側が近づく方向の縦ずれ断層 • 正断層：両側が遠ざかる方向の縦ずれ断層 ＜横ずれ断層＞ 地震でのずれが水平方向に発生したもの • 右横ずれ断層：向かって右側にずれた断層 • 左横ずれ断層：向かって左側にずれた断層 断層のタイプ （２）断層モデル • 断層モデル：地震での断層運動を単純化 • 断層パラメータ：９つ 長さ：Ｌ と 幅： Ｗ (km) ，平均変位：Ｄ0 (m) 傾斜角：δ, 走向：φ, 食い違い方向：λ° 岩盤のせん断弾性係数：μ (kN/m2) 断層の破壊伝播速度： Ｖr≒3.0 (km/s) 立ち上がり時間：τ(s） 逆断層・左横ずれ型の断層パラメータ 断層の上面 マグニチュード（Ｍ）：地震規模の尺度 • 気象庁マグニチュード（Ｍ j）： 震源からある距離での特定地震計で記録され た振幅の常用対数 • モーメントマグニチュード（Ｍw）： 物理的意味が明快な地震モーメントから算定 Log Ｍ0 = 1.5 Ｍw + 16.1 • 地震モーメント（Ｍ0）： 岩盤のせん断弾性係数×変位量×断層面積 Ｍ0 = μ × D0 × L × W (dyn・cm) 2011年東北地方太平洋沖地震の断層モデル φ=195-180=15° λ=13°低角逆断層 最大変位 Ｄmax：２３ｍ 平均変位 Ｄ0：12ｍ 2011年東北地方太平洋沖地震の モーメントマグニチュードの算定 • 地震モーメント：Mo ←地震によるエネルギー Mo = μ×D×L×W = 3.86 ×1029 (dyn・cm) 11 μ：岩石のせん断弾性定数：3×10 (dyn/cm2) D：平均すべり量：12×102 (cm) 5 5 L，W：長さと幅：510×10 (cm) ， 210×10 (cm) • モーメントマグニチュード： Mw Mw =（ log10 Mo －１６．１ ）／１．５ = ９．０ 震度：地域の地震動の強さの尺度 • 気象庁震度：1996年以後の震度は，計測震 度計により加速度記録から自動的に算定 • 計測震度の算定法： 加速度波形（60秒）を1／√fのフィルターをか けて，0.3秒間以上継続する値（a）を求めて， I = 2×log10 a + 0.94 で求める • 1996年気象庁震度階：震度５と６を強・弱に 細分化して，10段階になった 最大加速度・速度の距離減衰特性 2011年東北地方太平洋沖地震の例 １０００ ガル ５０ カイン 山間地での震度の算定例 k-net MYG003 東和 の（元の）地震波形 最大：５８０ ガル 600 加速度(cm/s/s) 400 200 0 -200 -400 -600 0 10 20 30 40 50 時 刻 (s) 60 ローパス・フィルターで約１／４に k-net MYG003 東和 のフィルター後の地震波形 １３０ ガル ０．３秒以上継続する値を見つける 600 加速度(cm/s/s) 400 200 0 -200 -400 -600 0 10 20 30 40 50 時 刻 (s) 60 震度 I ＝ 2 × log10 １３０ + 0.94 ＝ ５．２ → 震度５強（被害小） 平野内での震度の算定例 最大：１０００ ガル以上 k-net MYG013 仙台 の（元の）地震波形 1000 800 加速度(cm/s/s) 600 400 200 0 -200 -400 -600 -800 -1000 0 10 20 30 40 50 時 刻 (s) 60 ローパス・フィルターで約１／２に k-net MYG013 仙台 のフィルター後の地震波形 ４５０ ガル 1000 800 ０．３秒以上継続する値を見つける 600 加速度(cm/s/s) 400 200 0 -200 -400 -600 -800 -1000 0 10 20 30 40 50 時 刻 (s) 60 震度 I ＝ 2 × log10 ４５０ + 0.94 ＝ ６．２ → 震度６強（被害大） 震度と古い木造住宅の全壊率 100％ ５．２ ６．２ 0％ ５ ５強 ６弱 ６ ６強 ７ ７ （３）断層の破壊と地震動 • 断層の破壊現象≒せん断食い違い理論： 直交する２つの偶力に近似できる←双偶力 • 断層の食い違いで生ずるせん断波：断層面 の平行方向と直交方向に発生 • 断層の食い違いで生ずる P 波の初動： 断層面の45°方向に押しと引きに分離 ・地震波の距離減衰： 震源域からの距離に揺れの強さが減少 断層の食い違いと双偶力 初動が引き 初動が押し 断層の食い違いによる波動方向 初動が引き 初動が押し • 断層破壊のドップラー効果：断層破壊が進行 する側で振幅が大きくなり周期が短くなる • 地震規模と断層長さ（Ｌ）：Ｍ８で約100km， Ｍ７で約30km，Ｍ６で約10km • 地震規模と地震波の周期：地震規模が大きい と長周期成分が優勢になり長くなる • アスペリティ：震源断層の中の固着域で，地震 の際に大きな破壊エネルギーを放出する 阪神大震災のアスペリティ分布 震央 兵庫県南部地震の波形の軌跡 ドップラー効果と アスペリティで大きくなる 震央 東日本大震災のドップラー効果 大船渡 震度 4.3 岩沼 震度 6.0 飯館 震度 5.4 岩手県の震度より 茨城県の方が大きい 大子 震度 5.6 １－２ プレートテクトニクスと地震 （１） プレートの運動 • 大陸移動説（1912年Wegener）： 約2億年前まで大陸は一つであり，分裂して移 動したため現在の大陸になったという説 • プレートテクトニクス （1967年McKenzie & Parker）： マントルの対流によりプレートは移動して海嶺 や海溝ができるという説 ・ 地球の内部構成：核（半径約3,500km） ，マン トル（厚さ約2,900km） ，プレート（約100km） 地球の内部構造 地球の内部と外核の対流 大陸移動説（ウェゲナー1912 年） プレートテクトニクス理論 （1967年 McKenzie & Parker） 火山帯 海溝 海嶺 海溝 プレート 境界地震 世界のプレート分布 (震源が浅く) 規模の大きな地震分布 世界の新期造山帯（地震帯） マントル対流とプレートの運動・衝突 溶融鉄 鉄 溶融鉄 マントル ・プレートの構成：リソスフェア（マントル上部が冷 えて固まった層）＋アセノスフェア（軟らかい層） • マントル：地球深部では固体だが表面近くの低 圧力下では液体，冷えると固まる（リソスフェア） • プルーム：核からマントルが上昇している部分 • 海溝：海のプレートが大陸プレートと衝突して， 屈曲して下降している場所 • 海嶺（海膨）：海洋プレートが移動した場所で， 受動的にマントルが湧き出すところ • ホットスポット：プルームの上昇により高温のマ ントルが湧き出すところ プレートの運動 リソスフェア アセノスフェア マントル ホットスポット プルーム 海溝 海嶺 プルーム （２）日本列島周辺のプレート • 太平洋プレート：東太平洋海膨で生まれ年間 約9cmの速さで西北西に移動している • フィリピン海プレート： 年間約4.5cmの速さで北西に移動している • ユーラシアプレート： 日本列島の南側の陸のプレート 年間約1cmの速さで東南東に移動している • 北米プレート：日本列島の北側の陸のプレート 糸魚川―静岡構造線で接している 日本周辺のプレートの動き プレートの動きと地震のタイプ リソスフェア アセノスフェア １－３ 日本列島周辺の地震 （１） 海の地震 • プレート境界地震：海溝沿いにプレート の衝突に伴う圧縮力で起きる地震 • プレート内の地震：海溝で沈み込んでい る海のプレートの内部で起きる地震 日本列島周辺の被害地震の震源域 日本列島周辺の過去１０年間の震源域 出典：防災白書 日本列島の 地体構造 限界地震の 規模 Ｍ9.0の地震が 2011年に発生 Ｍ9.1に修正 （2012年） 南海トラフの巨大地震の断層域 内閣府 2012年 防災白書 大規模地震対策地域 2010年 ・十勝沖地震の発生周期（北海道）： Ｍ８級は50～80年（1952年,2003年） ・宮城県沖地震の発生周期（東北）： Ｍ７.5級は30～80年（1897年,1978年） ・関東地震の発生周期： 220～415年（878年,1293年,1703年,1923年） ・東海地震と南海地震の発生周期： 90～147年（1605年,1707年,1854年,1944・46年） ・東海地震の発生：1944年東南海地震では破壊し なかったが，歴史上単独での発生はない 十勝沖・宮城県沖地震の震度分布 防災白書 2010年 十勝沖・宮城県沖地震の津波高さ 防災白書 2010年 東海・南海地震の繰り返し M 8.6 東海・南海・関東地震の繰り返し 宝永 Ｍ８．６ 安政 Ｍ８．４ 昭和 Ｍ７．９ 南海トラフでの巨大地震の時間予測 モデル 宝永 Ｍ ８．６ 安政 Ｍ ８．４ 昭和 Ｍ ７．９ 大きな地震の後は次の 地震までの間隔が長い 東南海・南海連動地震の震度分布 防災白書 2010年 東南海・南海連動地震の震度分布 内閣府 2012年 東南海・南海連動地震の津波高さ 防災白書 2010年 東南海・南海連動地震の津波高さ 内閣府 2012年 東南海・ 南海地震の 防災戦略 出典：防災白書 （２） 陸の地震 • 内陸型地震：陸の活断層で発生する浅い地震。 逆断層型で横ずれを伴うものが多い • 活断層：約170万年前から繰返し活動していて， 将来また活動すると考えられる断層 • 活断層の確実度： Ⅰ（地表地震断層が明確にある）Ⅱ，Ⅲに分類 • 活断層の活動度の年平均変位：Ａ級：1～ 10mm,Ｂ級：0.1～1mm,Ｃ級：0.1mm以下） • 地震断層の分岐形態：破壊の終端では断層が 枝分かれする→震源の位置が分かる 明治以後の活断層による主な内陸地震 過去の地震の断層調査 地層断面図と過去の地震断層 過去の地震断層の跡 内陸型地震の断層調査結果 内陸地震の要注意断層 （１）中央構造線 （２）有馬・高槻・六甲断層帯 （３）阿寺断層 （４）伊那谷断層 （５）糸魚川・静岡構造線 （６）富士川河口断層帯 （７）神縄・国府津・松田断層帯 （８）柳ヶ瀬・鈴鹿断層帯 （９）西関東断層帯 （10）信濃川断層帯 （11）秋田・庄内断層帯 地震断層の分岐とセグメンテーション １－４ 地域の活動度 （１） 関東地方 ・ 元禄地震（1703年）:Ｍ7.9-8.4， 小田原で死者約2300人， 千葉では津波で死者6500人 • 安政江戸地震（1855年）：Ｍ7.0 荒川河口付近で発生，死者約1万人 東京東部などで震度６相当の揺れ • 関東地震（1923年）：Ｍ7.9 相模トラフ沿いが震源域，死者約10万人 相模湾沿岸地域では震度７相当の揺れ （２） 関西地方 • 慶長伏見地震（1596年）： 有馬-高槻断層と六甲・淡路島断層 京都と大阪で被害 • 1662年の地震： 三方・花折断層 • 兵庫県南部地震（1995年）： 野島断層と六甲・淡路島断層 （３） 東海地方 • 天正地震（1586年）： 養老―桑名―四日市断層 庄川断層と阿寺断層も？ • 濃尾地震（1891年）： 根尾谷断層を含む濃尾断層帯 震源域近くで震度７相当 • 三河地震（1945年）： 深溝断層，東南海地震の約１ヶ月後 １－５ 主な被害地震と教訓 （１） 明治以降の日本の被害地震 • 内陸型地震：地震規模は小さくても震源が近 いため被害が甚大 • 海洋型地震：Ｍ８クラスが多く，津波を伴って 広域に被害を与えている • 福井地震（1948年）～兵庫県南部地震（1995） ：約50年間，国内では顕著な被害地震は無し （２） 明治以降の海外の被害地震 • 建物の耐震化や津波意識が低い地域： 地震の規模や震度が小さくても，構造物に 甚大な被害が発生し，死者が増大する • 唐山地震（1976年）：中国河北省，M7.9 死者242,000人と発表 • トルコ・コジャエリ地震（1999年）：トルコ北西部 M7.4，広域で液状化が発生，死者17,000人以上 ・スマトラ沖地震（2004年） ： インドネシア スマトラ島北西部，Ｍ9.0 海洋型地震，死者22万人以上（津波による） ・パキスタン地震（2005年）： 北東部カシミール地方，Ｍ7.6，死者約10万人 ・四川大地震（2008年）： 中国四川省，Ｍ8.0，死者約87,000人 ・ハイチ地震（2010年）： ハイチ首都付近，Ｍ7.0，死者22万人以上
© Copyright 2024 ExpyDoc
