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中学校の理科の問題(地震)についての質問です。

問題は、、、

『下の図は、ある同じ地点で地震計に記録された地震(1)と地震(2)のゆれを示したものである。
これらの地震はどちらが大きいか?「震源までの距離」「主要動」という語句を使って理由を書け。』

というものです。
図に描かれている地震(1)と地震(2)の様子は、
地震(1)----初期微動継続時間が短く、主要動のゆれの幅も小さい。
地震(2)----初期微動継続時間が長く、主要動のゆれの幅が大きい。
というものです。


地震の規模の大小を、グラフからどのように読み取るかがわかりません。

初めは主要動のゆれの幅が大きい方が、地震の規模が大きいのかな?と思ったのですが、、どうもわかりません。初期微動継続時間が短いということは、震源までの距離が近いということなので、地震(1)の方が規模が大きいのかな?とも思えます。

図がないのにこのような質問をしてもうしわけありません。どうか、よろしくお願いします!

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A 回答 (4件)

ある地点での揺れの大きさだけでは規模はわからないと思いますが、震源までの距離が同じであれば揺れが大きい方が規模も大きいと考えていいのではないでしょうか。

また、揺れが同じであれば、距離が遠い方が規模が大きいと考えられると思います。

今回の設問の(1)と(2)を比べると、(2)の方が距離が遠い上に揺れも大きいということになると思います。つまり、
(1)距離が近く、揺れが小さい。
(2)距離が遠く、揺れが大きい。
この二つを比べるのですから、わかると思います。

「距離が近く、揺れが大きい」と「距離が遠く、揺れが小さい」を比較するのは難しいと思いますが。
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この回答へのお礼

非常にわかりやすい説明でした。
ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2004/10/10 11:16

P波(粗密波、縦波ともいう。

初期微動の主成分)はS波(剪断波、横波ともいい、主要動の主成分です)より伝播速度が速いです。
初期微動と主要動の差というのは、P波とS波の伝播速度が異なることにより生じます。

雷が鳴った際に、稲妻が発生してから雷鳴がするまでの間隔で遠いか近いかを判断することはよくありますが、これも光と音の速度の差を利用しています。

最初の振動が伝達してから主要動が伝達するまでの時間が長いほど伝搬距離が長い、すなわち初期微動継続時間が長いほど震源から遠いと判断できます。

次に振動はものを伝わる際に共振などによる増幅を考慮しなければ、減衰します。
よって、同じ地震でも伝播距離が長ければ、振動は小さくなります。
同じ規模の地震で発生した振動を初期微動の観点から比較すると、初期微動の長い方が主要動が小さくなります。

また、伝播距離が同じならば、主要動の大きさが大きいほうが、大きい地震であるといえます。
よって、初期微動を無視して、主要動だけで比較すると地震(2)が大きいとなります。

そして初期微動の観点から考えると地震(1)の主要動の方が大きくなるのが普通です。これに反して地震(2)の主要動の方が大きいということは、地震(2)の方が大きいということです。

なお蛇足ですが、質問者が混乱したのは、用語の定義があいまいだからだと思います。

「地震」というのは震源で発生した断層の運動のことをいい、それによって伝わる振動は正しくは「地震動」といいます。
 地震が発生するとマグニチュードと震度が発表されますが、マグニチュードは「地震」の大きさを示すもので、震度は「地震動」の大きさを表すものです。
一般には「地震」と「地震動」を区別せず「地震」と呼んでいるから、このような混乱が生じてしまうようです。
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この回答へのお礼

雷の話など例を取り上げた詳しいご解説ありがとうございました。

お礼日時:2004/10/10 11:15

初期微動の時間が長い=震源までの距離は離れている



離れていて主要動のゆれの幅が大きいということですから
当然(2)の地震が大きいのですよ。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2004/10/10 11:15

書いておられるとおり、


初期微動継続時間が長い→震源までの距離が遠い
です。
また、同じ地震なら、
震源から遠い→ゆれが小さい
です。

(2)の方が震源から遠いにもかかわらず、大きくゆれているので、(2)の方が大規模だったことがわかるでしょう。
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この回答へのお礼

非常にシンプルな説明でわかりやすかったです。
ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2004/10/10 11:14

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Q震源地から遠い方が震度が大きい地震

http://www.hinet.bosai.go.jp/AQUA/max_amp.php
の,2007/07/16 23:18:27
の最大振幅分布図やアニメーションを見ていただけると
わかるのですが,この地震に関しては,震源地付近よりも
東北太平洋側や北海道で震度が大きいように見えます。
一般的には,震源地付近が最も震度が高くなると思うのですが,
これは,どのような理由がモデルとして考えられるでしょうか?

Aベストアンサー

異常震域 などと言いますが、地下の地盤の性質によって、遠いところの方が震度が大きいことはあります。

A            B 地表
-------------
            /
 やわらかい  /
       /
     /  固い地盤(地震波がよく伝わる)
   /
 /★             地下
 震源

こんな場合は固い地盤の表面(斜線部分)にそって地震波が伝わりますから、震源の真上のA地点より、B地点の方がよく揺れます。
この図を真上から地図のように見ますと、震源地のA点は揺れが小さく、遙か離れたB点が大きく揺れます。

震源が深く、地下の岩盤プレートの状況によってこんなことがあります。

先日京都沖は震源で、北海道が大きく揺れたのはその代表的な例です。

むしろ、こういう記録を分析して、逆に地下深くのようすを研究するのです。 現在でも、実際に、地下数km~10km程度の穴しか掘られていません。それ以上のところは直接調べることはできません。ですから、地震波のデータは地球科学者や地質学者にとっても貴重な記録なのです。

異常震域 などと言いますが、地下の地盤の性質によって、遠いところの方が震度が大きいことはあります。

A            B 地表
-------------
            /
 やわらかい  /
       /
     /  固い地盤(地震波がよく伝わる)
   /
 /★             地下
 震源

こんな場合は固い地盤の表面(斜線部分)にそって地震波が伝わりますから、震源の真上のA地点より、B地点の方がよく揺れます。
この図を真上から地...続きを読む

Q震度を知りたい

震源地からある距離はなれた場所の震度をしりたいのですが、マグニチュードと距離と震度の関係式などはありますでしょうか。
自宅から30~40KM離れた場所に断層があるらしく、そこで新潟のようなM7の地震がおきたらどのくらいゆれるのかな・・・とおもいまして。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

確かに皆さん(No.1や,No.2の前半)のおっしゃるとおりなのですが,そうはいっても大まかな関係はやっぱりあるわけです。

同じマグニチュードなら,震源から遠い方が震度は小さくなる傾向があります。
震源から同じ距離なら,マグニチュードが大きいほど震度は大きくなる傾向があります。

当然,それを数式で表した公式もあります。
いろいろな研究者がたくさんの論文を書いています。

地震計などのデータのない江戸時代以前の地震についてもマグニチュードの値が求められてますが,これは各地の被害状況から,震源地や各地の震度を推定し,そこからそういった公式を用いてマグニチュードを計算しているのです。

もちろん,地盤の性質や地下の構造などによって大きく影響されるので,極端な場合,震源は日本海西部なのに,一番強く揺れたのは福島県などという現象(異常震域といって,地下のプレートの構造が原因)すら起こります。
したがって,そういう限界,つまり実際には公式通りには行かないよ,という点を承知の上で,あくまでも平均的な関係であるという点を理解して使う必要があります。
(たとえていうならば,日本人の体格を測定すれば,「身長何センチの人の体重は平均何キロ」という数字が出ますが,だからといって「あなたは身長○○cmだから体重は○○kgでしょう」とはならないようなものです。)

一つだけあげておきましょう。
気象庁の震度をI,マグニチュードをM,震央(震源の真上に当たる地上の地点)からの距離をd(km)とします。
I=2M-4.605log d-0.00166d-0.32

これに,ご質問のM=7.0, d=30を代入してみますと,I=6.83となります。
I=6.5以上は震度7ですので,この場合震度7という計算になります。
d=40なら,I=6.25となり,震度6強になります。

繰り返しますが,これはあくまでも多くの事例をまとめた平均的な値であり,実際には震源からの距離が同じであっても,地盤の性質,地下の構造,さらには断層の方向や角度によっても震度は異なってきます。

さらにもっと根本的な問題として,その断層でM7の地震が起きるかどうかという問題があります。
ご自宅から30km~40km離れた断層が,はたして今後動いて地震を起こす可能性があるのかないのか,またあるとしたら,どの程度の間隔で(たとえば数十年ごととか,3000年ごととか),どの程度の大きさ(マグニチュード)の地震が起きるのか,それを考える必要があります。
国内の活断層はかなり調べられていて,過去の動いた実績を元に,今後予想される最大のMが求められたりしています(例えば,参考URLにあげた地震調査研究推進本部の「地震に関する評価」)。

なお,本題とは関係ありませんが,回答No.2で「円のように表される」のは,震源までの距離の話でしょう。
観測地点を中心にして,震源距離を半径とする円を描いて震源を求める,というのは中学の理科でも学びます。
震度とは別です。

参考URL:http://www.jishin.go.jp/main/index.html

確かに皆さん(No.1や,No.2の前半)のおっしゃるとおりなのですが,そうはいっても大まかな関係はやっぱりあるわけです。

同じマグニチュードなら,震源から遠い方が震度は小さくなる傾向があります。
震源から同じ距離なら,マグニチュードが大きいほど震度は大きくなる傾向があります。

当然,それを数式で表した公式もあります。
いろいろな研究者がたくさんの論文を書いています。

地震計などのデータのない江戸時代以前の地震についてもマグニチュードの値が求められてますが,これは各地の被害...続きを読む

Q中学理科 「地震」の問題です

「ある地震のP波の速さは8km/秒であった。この地震で、震源から200kmの地点での初期微動継続時間は25秒であった。(1)この地震で初期微動が5秒しか続かなかった地点は震源から何kmの地点か。(2)S波の速さを求めなさい。」この二問の問題の解答と解説をお願いします。僕は中学生で、解き方が思いつかないので、詳しい解説をよろしくお願いします。

Aベストアンサー

(1)初期微動継続時間は震源からの距離に比例する。(なんでそうなるんだ?とりあえずそうしておく)
5秒の地点の距離をL[km]とすれば、
L/200=5/25  (L:200=5:25と同じ、':'は使わない方がいい)
で、
L=5×200/25=40[km]
(2)
200[km]を8[km/秒]で走ったのだから、かかる時間は、200[km]/8[km/秒]=25[秒]
S波はこれより25[秒](初期微動継続時間)遅れて到着するのだから、50[秒]かかる。
200[km]を50[秒]かかるのだから、速さは、200[km]/50[秒]=4[km/秒]
です。


ところで、「初期微動継続時間は震源からの距離に比例する」なんていったが、それは・・・ちょっとむずかしいよ。

tp:P波が到着するまでの時間[秒]
ts:S波が到着するまでの時間[秒]
vp:P波の速さ[km/秒]
vs:S波の速さ[km/秒]
L:震源までの距離[m]

距離を速さで割れば、かかった時間になる。だから、

tp=L/vp
ts=L/vs

です。

初期微動継続時間tというのは、tsとtpの差です。したがって、

t=ts-tp=L/vs-L/vp=L(1/vs-1/vp)

vs、vpは決まっているから、(1/vs-1/vp)も定数です。これをkとすれば、

t=kL

となって、tとLが比例することがわかります。

なお、(1)は、

L=t/k=t/(1/vs-1/vp)

で、(2)でvsがわかるから、

L=5/(1/4-1/8)=5/(1/8)=5×8=40

で求められる。

ちょっと、難しかったかな。

(1)初期微動継続時間は震源からの距離に比例する。(なんでそうなるんだ?とりあえずそうしておく)
5秒の地点の距離をL[km]とすれば、
L/200=5/25  (L:200=5:25と同じ、':'は使わない方がいい)
で、
L=5×200/25=40[km]
(2)
200[km]を8[km/秒]で走ったのだから、かかる時間は、200[km]/8[km/秒]=25[秒]
S波はこれより25[秒](初期微動継続時間)遅れて到着するのだから、50[秒]かかる。
200[km]を50[秒]かかるのだから、速さは、200[km]/50[秒]=4[km/秒]
です。


ところで、「初期微動継続時間は震源からの距離...続きを読む


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