2.2 地震の基礎 2.2.1 地震とは何か応力のもと，歪みが蓄積し，（弾性）限界を超えた時に岩石は破壊される =その時の岩体のズレを断層とよぶ →衝撃波は近接する岩石に応力を伝え，弾性波（地震波）として周辺に伝わってゆく=地上で地震が生じる下敷きの実験。図2.18 地震波とP波の初動実際のP波初動極性 2.2.2 地震波実体波 P波（縦波）：1.7*S波  S波（横波）   （下敷きの例） P-S間の震動：初期微動  P-S時間：初期微動継続時間＝震源からの距離に応じて長くなる←気象庁緊急地震速報システム  表面波：伝播中の減衰が少ない。大森（房吉）公式 T=L/Vs - L/Vp ただし，T:初期微動継続時間（s），Vs:S 波速度（3km/s）, Vp:P波速度（5km/s）,L: 観測点から震源までの距離  利用可能条件：震源が浅く，震央距離100 〜600km  L=7.5T←上式より  （大森の係数は7.8km/s）。 2.2.3 発震機構 2.2.3.1 初動極性とビーチボール初動極性： P波が観測点に到達する際の押し（up ●）引き（down ○）発震機構解＝ビーチボール→応力場と断層のセンスの復元。図2.19 鳥取県西部地震のP波の初動極性の分布 ×：震央押し，上向き，● 引き，下向き，○ 図2.20 発震機構解 2.2.3.2 震源球とビーチボール地震波は最短時間の経路を進む岩体の密度は深いほど大きい →下に凸の弧状経路を描く震源近傍（点震源モデル）から出射する地震波の方向と観測点の関係を得る。図2.21 a.地震の伝達経路と出射方向， b.震源球下半球，c. 等積投影面 r = √(1-cos θ) . 2 2 押し 3 ・ 3 引き断層と . . 2 2 3 4 . . . そ地し震てとビ断ー層チのボ関ー係ル，断層の種類←応力に対応正断層逆断層横ずれ断層 Animationを見る。図2.24 震源断層での断層活動と震源球との関係 2.25 震源図球の基礎地震の観測結果からビーチボールを作成する手順 p.108右下 1. 押し引きの観測データを震源球の下半球にプロットし，シュミットネット上に投影→図2.21 2. 押し引きの分布領域を分ける一つの大円（節面）を引き，もう一つの大円をはじめの大円の極を通るように引く。ビ引ーきチ分ボ布ーとル断の層押型し 2.2.3.5 発震機構解の例：鳥取図20 鳥取県西部地震 NP1→ 断層走向128゜ →傾斜75゜ P(Azm,Plg)=(85 ゜, 16゜） 2.2.3.5 発震機構解の例：中越地震西北西ー東南東方向の圧縮軸をもつ逆断層型：この地域の活断層の走向に直交震度とマグニチュードマグニチュード：地震そのものの強度 eg. お寺の梵鐘の震動の強さ震度：個々の場所の揺れ eg. 個々の場所で聞こえる音の強さ＠加速度が大きいほど，継続時間が長いほど，地盤や構造物が脆弱なほど，大きい＠1996年以来，新しい（計測）震度階。 B.グーテンベルクと和達清夫，C.F.リヒターマグニチュード C.F.リヒターが最初：震幅が10倍増えればMが1増えるモーメントマグニチュード（物理学的意味がある）：断層の面積とすべり量の積実際的なものは，地動変位マグニチュードと，地動速度マグニチュード（小規模地震に対して，高感度地震計）。気象庁現行使用マグニチュードの妥当性両Mの整合性の向上，Mm との系統的ズレの補正 2.2.4.3 計算式からマグニチュードを 2.2.4.3.1 表面波マグニチュード坪井の式：M=log10A + 1.73log10Δ -0.83 リヒターの式同様，振幅が10倍になるとMが1増える 2.2.4.3.2 地震規模とエネルギー Gutenberg と Richter：log10Es=4.8 + 1.5Ms ただし，sはs波の振幅に基づいた計算を意味するが現在では Mmを使用。Eの単位はジュールJ。 Mが1増えるとエネルギーは32倍になる。 Mが2増えると？補：対数は難しくない 32=9 の両辺にlog3を付けると， log332 = log39 となる。左辺を変形すると， 2log33 = 2 となる。つまり，対数とは 3を何回掛ければ，9になるのかを表現する関数。 106 = 1,000,000の両辺にlog10を付けると，１,000,000が6になる。100→0, 101→1,..., 106→6となる。標本値の差が大きいものを表現するのに適している。エネルギーの計算例 log10Es=4.8 + 1.5Ms を指数関数の形に変えると， Es=10 4.8 + 1.5Ms となる。マグニチュードが一つ大きい方をEs’とすると， Es’/Es=10 4.8 + 1.5(Ms+1)/10 4.8 + 1.5Ms =104.8 + 1.5(Ms+1) – (4.8 + 1.5Ms) =101.5=10√10 =31.6≒ 32  それでは,マグニチュードが２増えると，エネルギーは何倍になるでしょう？ 2.2.4.3.3地震規模と回数の関係グーテンベルグ・リヒターの式： logN=abM (b≒ 1) Mが1増えると頻度は1/10に。 2.2.5 前震と余震前震foreshockー本震main shockー余震 aftershock 群発地震eq swarm 1995.1.17 兵庫県南部地震の前震12日前M5.0 群発地震を前震としなかった。前震と余震の例 log10L=0.5M-1.8 ただし，Mは本震のもの，Lは余震域の長径