定義

地震は、地下の岩盤に力が加わり、ある面を境として岩盤が急激にずれることで地震波が発生する現象であり、地表で感じる「揺れ」そのものだけでなく、その原因となる地下の断層運動を含む地球物理学的現象である。[1]

基本説明

地震が起こると、岩盤の急激なずれによって生じた地震波が地下を伝わり、地表へ到達して地面や建物を揺らす。[1]

地震が始まった地下の地点を「震源」、岩盤が実際に破壊・ずれた領域全体を「震源域」、震源の真上にあたる地表上の地点を「震央」という。大きな地震では破壊領域が広いため、地震全体を震源という一点だけで表すことはできない。[1]

科学上の分類・位置づけ

地震は、岩盤に蓄積されたひずみに関係する急激な断層運動と、それによって発生する地震波を中心とした地球内部の現象である。[1]

地球表面を構成するプレートは相対的に移動しており、プレート境界では衝突、沈み込み、すれ違いなどによって岩盤に大きな力が加わる。このため世界の地震はプレート境界周辺に多く分布するが、プレート内部でも地震は発生する。[2]

日本周辺では、プレート境界で起こる地震のほか、沈み込んだ海洋プレート内部で起こる地震や、陸側プレートの浅い部分で起こる地震がある。[2]

断層の動き方は、基本的に正断層、逆断層、横ずれ断層に分類できる。ただし、実際には上下方向と水平方向のずれが組み合わさった断層運動もある。[1]

構造・成立条件

岩盤にはプレート運動などによって継続的に力が加わり、変形によるひずみが蓄積する。岩盤がその力に耐えられる限界を超えると断層運動が起こり、蓄積されていたエネルギーの一部が地震波として周囲へ放出される。[1] [2]

地震を発生させる断層は一点ではなく、面的な広がりを持つ。破壊は震源から開始して断層面へ広がるため、大地震ほど広い震源域を持つ。[1]

用語指す対象
震源岩石の破壊が開始した地下の地点
震央震源の真上にあたる地表上の地点
震源域地震によって岩盤が破壊・ずれた領域全体
断層岩盤がずれ動いた面またはその構造

[1]

性質・観測可能な特徴

地震波

地震によって生じた揺れは地震波として地球内部を伝わる。主要な実体波にはP波とS波があり、気象庁は緊急地震速報の説明上、P波がおよそ秒速7 km、S波がおよそ秒速4 kmで伝わるとしている。[6]

P波はS波より速く到達する。この速度差を利用することで、震源付近でP波を検知し、より強い揺れを伴うS波が到達する前に緊急地震速報を発表できる場合がある。[6]

ただし、震源に非常に近い地域では、解析や情報伝達より先に強い揺れが到達することがあるため、緊急地震速報が必ず間に合うわけではない。[6]

マグニチュード

マグニチュードは、ある地点の揺れではなく、地震そのものの規模を表す値である。[3]

マグニチュードは対数的な尺度であり、マグニチュードが1増えると地震のエネルギーは約32倍、2増えると約1,000倍になる。[3]

「マグニチュード」という名称の尺度は一種類だけではない。気象庁マグニチュードなど地震波の振幅から計算する尺度のほか、断層面積、すべり量、岩石の硬さに関係する地震モーメントを基に求めるモーメントマグニチュード（Mw）がある。[3]

大地震では一部の従来型マグニチュードが地震の規模を十分に表しにくくなることがあり、モーメントマグニチュードは大規模地震にも有効である。一方、算出に複雑な解析が必要なため、地震直後の迅速な値として常に利用できるわけではない。[3]

震度

震度は、地震そのものの規模ではなく、特定の場所で観測された揺れの強さを表す。[3]

日本の気象庁震度階級は、震度0、1、2、3、4、5弱、5強、6弱、6強、7の10階級である。1996年4月以降、気象庁が発表する震度は計測震度計によって自動的に観測されている。[4]

同じ一つの地震でも、震源からの距離、震源の深さ、地盤や地形などによって場所ごとの震度は異なる。[3]

したがって、「マグニチュード7なら震度7になる」といった対応関係はない。[3]

震度ごとの揺れの目安

気象庁の「気象庁震度階級関連解説表」は、ある震度が観測された場合、その周辺でどのような体感、行動上の支障、屋内外の現象が起こり得るかを示している。[5]

震度人の体感・行動の目安屋内・屋外で起こり得る主なこと
0人は揺れを感じない地震計には記録される
1屋内で静かにしている一部の人が、わずかに揺れを感じる目立った変化は通常みられない
2屋内で静かにしている人の大半が揺れを感じ、眠っている人が目を覚ますことがある吊り下げ物がわずかに揺れる
3屋内にいる人のほとんどが揺れを感じ、歩行中でも感じる人がいる食器類が音を立てることがあり、電線が少し揺れる
4ほとんどの人が驚き、歩いている人のほとんどが揺れを感じる吊り下げ物が大きく揺れ、不安定な置物が倒れることがある
5弱大半の人が恐怖を覚え、物につかまりたいと感じる食器や本が落ちることがあり、固定していない家具が移動することがある
5強大半の人が、物につかまらないと歩くことが難しいなど行動に支障を感じる棚の物が多く落ち、固定していない家具が倒れることがある。自動車の運転が困難になることがある
6弱立っていることが困難になる固定していない家具の大半が移動し、倒れるものもある。ドアが開かなくなることがある
6強立っていられず、はわないと動けないことがある。揺れにほんろうされる固定していない家具のほとんどが移動し、倒れるものが多くなる。窓ガラスや壁材の落下が増える
7立っていられず、はわないと動けない。揺れにほんろうされ、動けなかったり飛ばされたりすることもある固定していない家具のほとんどが移動・転倒し、飛ぶこともある。建物外装などの破損がさらに多くなる

[5]

この表は「この現象が起きたから震度5強」のように震度を判定するための基準ではない。震度は震度計の観測値によって決まり、表はその震度で比較的起こりやすい現象の目安である。[5]

同じ震度でも、地震動の振幅、周期、継続時間、地盤、建物の構造や耐震性によって実際の体感や被害は異なる。また、表に記載された現象がすべて発生するわけではなく、より大きな被害または小さな被害にとどまる場合もある。[5]

震度5弱程度以上では断水や停電が発生することがあり、地震管制装置付きエレベーターが自動停止する場合がある。震度6強程度以上の揺れとなる地震では、広い地域でガス、水道、電気の供給が停止することがある。[5]

仕組み・過程

典型的な地殻変動に伴う地震は、岩盤への力の作用、ひずみの蓄積、岩盤の破壊と断層運動、地震波の放出、地震波の伝播という過程として整理できる。[1] [2]

破壊は震源から始まり、断層面へ広がっていく。大地震では断層全体が一つの点として動くわけではないため、震源と震源域を区別する必要がある。[1]

地震波は地下を伝わる過程で岩盤の性質や地下構造の影響を受ける。そのため、特定地点の揺れは震源からの距離だけで一意に決まらない。[3]

発生・分布

世界の地震はプレート境界付近に帯状に集中しているが、すべての地震がプレート境界で発生するわけではなく、プレート内部にも地震活動が存在する。[2]

日本列島周辺では太平洋プレートやフィリピン海プレートなど複数のプレートが相互作用しているため、プレート境界、沈み込むプレート内部、陸域の浅い地殻など、異なる場所と仕組みで地震が発生する。[2]

陸域の浅い地震は、プレート境界地震より規模が小さい場合でも、人が生活する地域の近くで発生すれば強い地震動と大きな被害を生じさせることがある。[2]

このため、地震の影響をマグニチュードだけで判断することはできず、震源の位置と深さ、各地点の震度、地盤条件などを分けて考える必要がある。[2] [3]

大地震後の地震活動

大きな地震が発生すると、震源域やその周辺では地下の力のつりあいが不安定となり、その状態を解消する過程で地震活動が活発になる場合が多い。[7]

最初の大きな地震より小さい地震が続く「本震－余震型」のほか、後になってさらに大きな地震が発生する「前震－本震－余震型」や、突出して大きな本震が明瞭でない群発的な活動もある。[7]

重要なのは、ある地震が発生した直後の時点では、その地震が最終的に本震なのか、その後のさらに大きな地震に対する前震なのかを確定できない場合があることである。[7]

気象庁は、被害を生じるような大きな地震の後には、最初の2～3日程度は特に規模の大きな地震が発生することが多く、1週間程度は注意が必要としている。ただし、地震活動の推移は地震ごとに異なる。[7]

地震と津波

地震と津波は同じ現象ではない。津波は、主として海底下の大きな地震に伴う断層運動によって海底が隆起・沈降し、それにより海面が変動して発生する大規模な波である。[8]

すべての地震が津波を発生させるわけではない。また、海底で地震が起きた場合でも、断層運動や地震の規模などの条件によって津波の発生や大きさは異なる。[8]

津波は必ず引き潮から始まるわけではなく、最初から大きな波が押し寄せる場合もある。[8]

観測・防災での利用

地震計で観測された地震波は、震源位置、地震の規模、各地点の揺れなどを把握するために利用される。[3]

気象庁の緊急地震速報は、地震発生後に震源付近で観測されたP波などを解析し、震源、地震の規模、予想される揺れの強さを迅速に推定する仕組みである。[6]

緊急地震速報は地震そのものを発生前に予知する制度ではない。すでに発生した地震の地震波を検知し、まだ強い揺れが到達していない地域へ知らせるものである。[6]

一方、地震調査研究推進本部は、地震予知を「いつ、どこで、どれくらいの規模の地震が起こるのかを、地震の発生前に科学的根拠に基づき予測すること」とし、現在の科学技術では大きな地震に限っても一般的には困難としている。[9]

測定・情報解釈上の限界

地震のマグニチュードには異なる計算方法があり、同じ地震について異なる機関や尺度でわずかに異なる値が示される場合がある。[3]

震度は観測地点ごとの値であり、市町村や広い地域全体が完全に同じ強さで揺れたことを意味しない。同じ市町村内でも地盤や地形などによって震度が異なる場合がある。[3]

地震発生直後に発表される震源やマグニチュードなどの情報は、新しい観測データが入ることで更新される場合がある。[3]

緊急地震速報にも推定誤差と時間的限界があり、震源に近い場所では強い揺れの到達に間に合わない場合がある。[6]

長期的な地震発生確率や大地震後の活動見通しは、特定の日時・場所・規模を確定する地震予知とは異なる。[7] [9]

地震と混同されやすい対象との違い

対象何を表すか一つの地震に対する位置づけ主な区別点
地震地下の岩盤が急激にずれる現象現象そのもの地震動を発生させる原因となる現象
地震動地震波によって生じる地面の揺れ場所によって異なる地震そのものではなく、地震によって生じた揺れ
マグニチュード地震そのものの規模地震全体の規模を表す場所ごとの揺れの強さではない
震度特定地点での揺れの強さ観測地点ごとに異なる同じ地震でも場所ごとに異なる

[1] [3]

地震と津波も別の対象である。地震は地下の断層運動であり、津波は海底変動などによって生じた海水の大規模な波動である。[8]

よくある誤解

  • 震度とマグニチュードは同じ地震の大きさを別の数字で表したものである。
    マグニチュードは地震そのものの規模、震度は特定地点の揺れの強さであり、意味が異なる。[3]
  • 震源は、地震で動いた断層全体を指す。
    震源は破壊が始まった地点であり、断層が破壊・ずれた領域全体は震源域という。[1]
  • 震度は、人の感じ方や被害を見て決めている。
    日本では1996年4月以降、震度は計測震度計によって自動的に観測されている。震度階級関連解説表は、観測された震度で起こり得る現象を説明するためのものである。[4] [5]
  • 大きな地震の後に起こる地震は、必ず最初の地震より小さい。
    後からさらに大きな地震が発生し、最初の地震が前震と位置づけられる場合もある。[7]
  • 海で大きな地震が起これば必ず津波が発生する。
    津波の発生には海底の上下変動などの条件が関係するため、すべての海底地震が津波を起こすわけではない。[8]

情報の解釈に関する注意点

  • 「地震」「地震動」「震度」「マグニチュード」は別の概念であり、地震の規模と特定地点の揺れを同一視してはいけない。[1] [3]
  • 震度階級関連解説表に示される体感や被害は目安であり、記載された現象から震度を逆算するものではない。[5]
  • 震央は震源の真上の地表位置を示す一点であり、大地震で実際に破壊した断層領域全体を示すものではない。[1]
  • 「前震」「本震」「余震」という名称は一連の地震活動の関係によって決まるため、最初に発生した地震だけを見て将来の位置づけを確定できない場合がある。[7]
  • 地震発生確率や長期評価は、特定の日に地震が起こるという予知ではない。確率評価と日時を指定した予知を区別する必要がある。[9]

FAQ

地震はなぜ起こるのですか？

地下の岩盤に力が加わってひずみが蓄積し、岩盤が耐えられる限界を超えると断層が急激にずれ、そのエネルギーが地震波として放出されるためです。[1] [2]

震源と震央の違いは何ですか？

震源は地下で岩石の破壊が始まった地点、震央はその震源の真上に位置する地表上の地点です。[1]

マグニチュードと震度はどう違いますか？

マグニチュードは地震そのものの規模、震度は特定地点で観測された揺れの強さです。同じ地震でも場所によって震度は異なります。[3]

震度5弱・5強・6弱・6強・7はどれくらい揺れますか？

震度5弱では大半の人が物につかまりたいと感じ、5強では歩行に支障が出やすくなります。6弱では立っていることが困難となり、6強と7では立っていられず、はわないと動けないほどの揺れになることがあります。[5]

マグニチュードが1増えるとどれくらい大きくなりますか？

地震のエネルギーは、マグニチュードが1増えると約32倍、2増えると約1,000倍になります。[3]

大きな地震の後は必ず余震だけになりますか？

必ずではありません。後にさらに大きな地震が発生して、最初の地震が前震と位置づけられる場合もあります。[7]

地震は予知できますか？

「いつ・どこで・どの程度の地震が起こるか」を高い確度で事前に特定する一般的な地震予知は、現在の科学技術では困難です。[9]

まとめ

地震は、地下の岩盤に蓄積されたひずみによって断層が急激にずれ、地震波が発生する現象である。震源は破壊開始点、震源域は実際に破壊した領域、震央は震源直上の地表地点を指す。[1]

地震そのものの規模を表すマグニチュードと、各地点の揺れを表す震度は異なる。日本の震度は0から7までの10階級で、5弱以上では家具の移動や転倒、6弱以上では立つことの困難など、揺れによる影響が急激に大きくなる。[3] [5]

地震を正確に理解するには、地震・地震動・断層・震源・マグニチュード・震度・大地震後の地震活動・津波をそれぞれ区別して扱う必要がある。[1] [3] [7] [8]

出典

  1. 気象庁「地震・津波・火山を知る　第2章 地震」。地震の定義、断層運動、震源・震央・震源域、断層の基本型。
  2. 気象庁「地震発生のしくみ」。プレートテクトニクス、プレート境界・プレート内部、日本周辺で起こる地震の分類。
  3. 気象庁「震度・マグニチュード・地震情報について」。震度とマグニチュードの違い、地盤による震度差、マグニチュードとエネルギー、モーメントマグニチュード。
  4. 気象庁「震度について」。計測震度計と気象庁震度階級の10階級。
  5. 気象庁「気象庁震度階級関連解説表」。各震度における人の体感・行動、屋内外の状況、建物・地盤・ライフラインへの影響と解釈上の注意。
  6. 気象庁「緊急地震速報のしくみ」。P波・S波の伝播速度、緊急地震速報の原理と時間的限界。
  7. 気象庁「大地震後の地震活動（余震等）について」。本震・前震・余震・群発的地震活動と、大地震後の活動の不確実性。
  8. 気象庁「津波発生と伝播のしくみ」。地震による海底変動と津波発生、津波が必ず引き波から始まるわけではないこと。
  9. 地震調査研究推進本部「よくある質問」。地震予知の定義と、現在の科学技術における一般的な地震予知の限界。

Reference Editor
Kaichiro Tamura（田村 嘉一朗）
Knowledge Architect
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