中学受験 理科 地震—震源と震央を区別して揺れの記録を表から読む｜武蔵野個別指導塾

地下と地表の位置を描き分け、揺れの到着時刻の差から距離へたどり着く地震の読み方です。

地震の起こった地下の場所が震源、その真上の地表の場所が震央です。揺れの記録では、先に届く小さな揺れと後から届く大きな揺れの時刻を分け、その差と距離を表で結び付けます。

よくあるのは、地図上の震央を見て、地下の震源も同じ点として描いてしまう場面です。地図は地表を上から見た図ですが、地下の深さは横から見た断面図に表せます。どちらの図を見ているかを先に確かめると、2つの場所を混同しにくくなります。

地震の問題で見たいところ

地震の問題には、いくつかの読み方があります。1つ目は、断面図に震源と震央を書き込む型です。地下のどこで地震が起こり、その真上が地表のどこにあたるかを見ます。地図に印を付けるときは、地下の点ではなく、その真上の地表の点を選びます。

2つ目は、観測（かんそく）した揺れの時刻を比べる型です。先に小さく揺れ始めた時刻と、後で大きく揺れ始めた時刻の差を求めます。その差が距離とどう対応するかは、問題に与えられた表を使います。数字だけを暗記してあてはめるのではなく、表の見出しと単位を読むことが出発点です。

3つ目は、各地の震度（しんど）と地震の規模（きぼ）を区別する型です。同じ地震でも場所によって揺れの強さは異なります。ある地点の揺れの強さを、地震そのものの規模と取り違えないことが必要です。図の位置、時間の差、揺れの強さは、それぞれ何を表すかを確かめてから答えます。

問題の図には、地表の線が曲がって描かれている場合もあります。その場合も、震源の真上にある地表の点を探します。図の余白にある方角や縮尺が何を表すかにも気を配りましょう。図に距離の数値がなければ、絵の見た目をものさしとして使い、正確な距離を決めることはできません。

観測記録に示された順番が地点順とは限らないときは、時刻の早い順に並べ直す前に、それぞれの地点名を残します。並べ替えた後も、同じ地点の2つの開始時刻を組にして読むことが必要です。

地下と地表を結ぶ言葉

地震が起こり始めた地下の場所を震源（しんげん）といいます。震源の真上にあたる地表の場所が震央（しんおう）です。図1では、震源から上へたどった点を震央として示しています。地表の観測点は震央と同じ位置とは限りません。

図1の点線は、震源から真上へ向かう関係を示しています。点線の長さは震源の深さを表すための模式的な線で、特定の地震の測定値ではありません。横から見た図にして、地下と地表の区別をつけましょう。地図上では震央を示せますが、震源の深さまでは地図の点だけで表せません。

地震では、地面が揺れるほか、地面にずれやひびが生じることがあります。地震による土地の変化と、火山から出たものが積もるなどの変化は、起こり方を分けて考えます。地震が起きるたびに目に見えるひびができると決めることはできません。問題に示された観察結果を使って判断します。

先に伝わる揺れを初期微動（しょきびどう）、後から来る大きな揺れを主要動（しゅようどう）といいます。初期微動が始まってから主要動が始まるまでの時間を初期微動継続時間（しょきびどうけいぞくじかん）と呼びます。これは小さな揺れが始まる時刻から、大きな揺れが始まる時刻までの差です。時計に書かれた時刻そのものではありません。

震度は、ある場所での揺れの強さを表します。一方、マグニチュードは地震そのものの規模を表す値です。1回の地震であっても、地点ごとの震度は同じとは限りません。震源からの距離だけでなく、地盤（じばん）なども揺れの強さに関係します。そのため、震度の大きい地点を見ただけで、必ず震央に最も近いとは判断できません。

2つの時刻から距離へ進む

次の問題は、計算のために数字を決めたものです。表の関係はこの問題の条件であり、どの地震にもそのまま使える決まりではありません。

基本例題　ある地震の観測点Aで、小さな揺れが10時20分12秒に始まり、大きな揺れが10時20分20秒に始まりました。次の表は、この問題での震源から観測点までの距離と初期微動継続時間の対応です。観測点Aまでの距離を整数で何kmか答えましょう。

図2のように、まず2つの時刻を同じ時間の線に置きます。左から右へ時刻が進みます。小さな揺れの開始から大きな揺れの開始までを取り出しましょう。

図2では、12秒から20秒までの間が求める時間です。2つの時刻は同じ10時20分の中なので、秒の部分を引けます。

20 − 12 = 8秒

表の「初期微動継続時間」の列で8秒の行を探し、同じ行の距離を読みます。答えは80kmです。観測点Aから震央までの地表の距離ではなく、問題の表が指定した「震源から観測点まで」の距離です。似た言葉でも何と何の間を測った値かを最後に確認します。

12秒や20秒をそのまま表に当てはめると、時刻の一部分と経過時間を混同します。また、表の4秒と8秒の行を縦に見て規則を推測する前に、求めた8秒にぴったり合う行があるかを確かめると、余分な計算をせずに済みます。単位を付けてメモしておけば、時刻と秒数の役割を見失いにくくなります。

分をまたぐ記録と表にない値

例題　別の地震について、観測点Bでは小さな揺れが11時35分56秒、大きな揺れが11時36分08秒に始まりました。この問題では、震源からの距離60kmに対して時間差6秒、120kmに対して12秒、180kmに対して18秒です。観測点Bの震源からの距離を整数で何kmか答えましょう。

まず11時36分00秒までを数えます。56秒から次の分の00秒までは4秒です。そこから08秒までは8秒なので、間の時間は次のようになります。

4 + 8 = 12秒

表に当たる条件を見ると、12秒に対応する距離は120kmです。答えは120kmです。08から56を直接引こうとするのではなく、分の変わり目で分けて、両側を合わせます。秒数が小さくなっていても時刻が逆転したわけではありません。

条件の分かれ目は、求めた時間差が表のどこにあるかです。表の行と一致するなら同じ行を読みます。一致しない場合は、問題が途中の値をどう扱うかを指定しているかを確かめます。表にない時間差を、根拠なしに最も近い行へ置き換えることはできません。比例するなどの条件が別に与えられている場合は、その条件に従います。

また、観測点ごとに2つの時刻を組にします。Bの小さな揺れと別の地点の大きな揺れを引いても、Bの初期微動継続時間にはなりません。複数地点の表では、地点名の行を指で追ってから計算に入ります。記録が欠けてどちらかの開始時刻が読めない場合は、その情報だけでは時間差を求められません。

間違えた答えを戻して直す

基本例題で「距離は120km」と答えたとします。小さな揺れが始まった時刻の秒の部分12を見て、表の12秒の行を選んだのかもしれません。時刻と継続時間が違う量であることを図3で確認します。

図3の左には2つの開始時刻、中央にはその間の8秒、右には表で選ぶ80kmを置きました。時刻から直接距離へ飛ばず、間の時間を求める段階をはさみます。誤答を見つけたら、まず「12は時計の何を表すか」と問い、次に2つの時刻を線に置き直します。8秒を得たら表の時間の列から距離の列へ横に進みます。

震源と震央を混同したときは、地下と地表の境界線を引き、震源から真上に指を動かします。震央から震源へ横に線を引くと、真上という条件が満たされません。震度と規模を混同したときは、「地点についての値か、地震全体についての値か」を問い直します。数字の大小を見る前に、数字の名前を読みます。

記録が途中で切れている場合も、わかったこととわからないことを分けます。小さな揺れの開始時刻しかなければ、もう一方の開始時刻が必要です。前後の地点の記録から欠けた時刻を勝手に補うと、別の地点の情報を混ぜてしまいます。まず観測点の名前と記録のそろい方を確かめましょう。

表に同じ時間差の行がなく、途中の値の扱いも与えられていないときは、数字を作らずに条件不足と考えます。測った時刻が同じ分なのか、分の境目をまたぐのかも先に見ます。時間差が求められても、表の距離が震源からか震央からかを取り違えると答える場所が変わります。問題に書かれた距離の両端を指さして照合します。

揺れの強さに関する選択肢では、1地点の震度だけから別の地点の震度を決められるかも考えます。地盤などの条件が異なれば揺れ方も変わるため、記録されていない地点の値を言い切れません。観測した地点の値と地震全体の規模を分けると、選択肢の言葉を落ち着いて比べられます。

練習して自分で確かめる

次の数値はそれぞれの問題のために設定した条件です。各問は別の地震または別の記録として考えます。答えを先に見ず、必要な点や時刻を紙に書いてから進めましょう。

問題

1. 断面図で地下に点Pがあり、その真上の地表に点Qがあります。地震が点Pから起こり始めたとき、震源と震央はそれぞれどちらですか。点の名前で答えましょう。
2. ある観測点では小さな揺れが9時10分15秒、大きな揺れが9時10分24秒に始まりました。初期微動継続時間を整数で何秒か答えましょう。
3. 別の観測点では小さな揺れが14時22分55秒、大きな揺れが14時23分07秒に始まりました。この問題の表では時間差4秒が距離30km、8秒が60km、12秒が90kmに対応します。震源から観測点までの距離を整数で何kmか答えましょう。
4. 1回の地震で、地点Cと地点Dの震度が違いました。次のア、イのうち正しい説明を選び、記号で答えましょう。ア「震度は地点の揺れの強さなので異なることがある」。イ「震度は地震そのものの規模なので、地点が違っても必ず同じである」。

答えと道筋

1. 震源はP、震央はQです。地震が起こり始めた地下の点を震源とし、そこから地表へ真上に進んだ点を震央とします。PとQは上下に対応しますが、同じ点ではありません。地表から地下へ向かう深さを考えるためにも、断面図で位置を分けます。
2. 9秒です。同じ分の中なので、24 − 15 = 9秒と引きます。15秒は開始時刻の一部で、答えの9秒は2つの開始時刻の間の長さです。単位が同じ秒でも、表しているものを区別します。
3. 90kmです。55秒から次の分の00秒までが5秒、そこから07秒までが7秒なので、5 + 7 = 12秒です。表の12秒の行を横に読むと90kmです。55と07を直接引かず、分の境目で区切ると確かめやすくなります。
4. アです。震度は地点ごとの揺れの強さなので、同じ地震でもCとDで違うことがあります。イは震度と地震の規模を取り違えています。地震の規模を表す値と、各地点で観測した揺れの強さには別々の役割があります。

覚えておくこと

震源は地下の発生場所、震央はその真上の地表です。
小さな揺れから大きな揺れまでの時間を、2つの時刻の差で求めます。
距離は問題に与えられた表の同じ行から読みます。
震度は地点の揺れ、マグニチュードは地震の規模を表します。

家で見守るときの手がかり

お子さまが図に迷ったら、答えを先に教えるより、地表の線と地下の点をそれぞれ指さしてもらいます。「真上はどこか」を指でたどれれば、震央を置く場所へ戻れます。上から見た地図と横から見た断面図を並べ、それぞれ何が見える図かを言葉にしてもらう方法もあります。

時刻の問題では、間違えた数を消す前に、それが時計の時刻なのか、過ぎた時間なのかを尋ねます。分をまたぐときに止まったら、次の分の00秒を紙に置き、そこまでとそこから先を別に数えます。その後で表の列の名前を指さし、同じ行を横にたどれるか見ます。記録が足りない問題では、足りない時刻を挙げられることも読み取りの一歩です。

地下の点、地表の点、時計の間隔を順に確かめると、地震の記録は意味のある数字として読めます。