高校地学基礎 震度とマグニチュード—地点の揺れと地震の規模を資料から区別する｜武蔵野個別指導塾

地点別の揺れと地震の規模を区別し、距離や地盤の条件から、資料で断定できる範囲を確かめます。

よくあるのは、高校生が1つの地震には震度も1つと答える場面です。資料には同じ地震について複数の地点の揺れが並んでいるのに、地震そのものの規模と各地点の揺れを同じ欄に入れてしまいます。まず学校の範囲表を見て、授業ノート、ワーク、小テストの該当箇所で使った用語と資料の読み方を確認してください。ここでは地点ごとの震度と、地震の規模を表すマグニチュードを比べます。震度の実際の階級やエネルギーの倍率は扱いません。

何を比べる問いか

出方の1つは、用語を選んで説明する問題です。「地震そのものの規模」と「ある地点の揺れの程度」のどちらを尋ねているかに印を付けます。主語が地震か地点かを見れば、同じ数字のように扱う間違いを避けられます。記述では、用語だけを並べず、何を表すかまで書きます。

2つ目は、同じ地震の地点別の資料を読む問題です。表の行が地震、列が地点なのか、その逆なのかを最初に確かめます。1つの行に地点ごとの結果が並ぶ場合、各欄は別々の地震を意味しません。強弱の順序が示された資料なら順序は読めますが、資料にない地点の揺れまでは決められません。

3つ目は、距離や地盤について説明する問題です。震源からの距離が異なれば揺れが変わることがあり、地盤の性質も揺れ方に影響します。ただし複数の条件が同時に違う資料では、どれが差の原因かを1つに決められません。比較できる条件と足りない情報を分けることが、資料読解の答えになります。

地震と地点を別の箱に入れる

マグニチュードは地震そのものの規模を表します。1つの地震について、地点ごとに別の規模を付けるという意味ではありません。資料にその地震のマグニチュードが示されていれば、どの地点の揺れを見ても、同じ地震の規模として読みます。

震度は、ある地点での揺れの程度を表します。同じ地震でも地点が変われば揺れは異なり、震度が異なることがあります。逆に複数地点で同じ震度になることもあります。「同じ地震なら必ず違う」という言い方も正しくありません。図1のように、地震の規模を示す箱と地点の揺れを示す箱を分けると、何に対応する語かが見えます。

図1の線は、1つの地震の揺れが複数の地点で調べられる関係を示す模式図です。線の長さは距離の縮尺ではありません。地点の箱が複数あるのは、震度を地点に対応させるためです。マグニチュードの箱を地点ごとに増やす意味ではありません。

震源から離れると、一般に地震波が伝わる途中で揺れは弱まる傾向があります。しかし距離が同じでも地盤の性質などが異なれば、揺れ方が変わることがあります。距離が近い地点の震度が必ず大きいと決めつけたり、遠い地点の揺れが強い場合に必ず地盤だけが原因だと決めつけたりしないことが重要です。震源の深さや波の伝わり方など、資料に示されていない条件も関係し得ます。

地震の規模が大きいことと、特定の地点での揺れが強いことは、関係はあっても同じ意味ではありません。異なる地震を比べてある地点の震度が大きくても、その情報だけでマグニチュードの大小を決めることはできません。地点と震源の位置関係や地盤なども違う可能性があるからです。ここで使う強弱の記号は練習用の順序であり、実際の震度階級や観測記録ではありません。

基本例題：1行の資料を読む

次は自作の資料です。地震Aについて、地点ア、イ、ウの揺れを比べました。揺れの強さは、この問題内で「強い、中くらい、弱い」の順に並べます。地震Aの規模は記号Mで表し、その数値は与えません。

問いは2つです。地点ごとの揺れの強さを強い順に並べてください。また、地点アとイについて、マグニチュードを別々に決める必要があるか、「地震」と「規模」を使って答えてください。図2のように、まず同じ行をたどり、地点の欄と規模の欄を分けて読みます。

まず行の見出しを確認します。3つの地点の結果はいずれも地震Aの行にあるので、同じ地震の資料です。ここで地点の数を地震の数と読み替えると、比較の出発点が変わります。

次にアの欄は「強い」、イの欄は「弱い」、ウの欄は「中くらい」と読み取ります。問題が定めた順序にそれぞれを戻すと、「強い」にア、「中くらい」にウ、「弱い」にイが入ります。したがって順はア、ウ、イです。表へ戻すと、3地点がそれぞれ1回ずつ入り、指定された強弱の順とも一致します。

続いて規模の欄を見ます。Aの規模としてMが1つ示されており、地点ア専用のMや地点イ専用のMが書かれているわけではありません。答えは「別々に決める必要はありません。同じ地震Aの規模を表すからです」です。地点別に異なるのは、この資料で示された揺れの強さです。

この表からアの方がイより強く揺れたことは読めますが、その原因は示されていません。距離や地盤の情報がないため、アが震源に近い、またはアの地盤が揺れやすい、とそれぞれ断定することはできません。答えを作った後、問題に戻して、与えられた情報と推測を混ぜていないかも点検します。

条件が重なった資料では

別の自作資料を考えます。同じ地震Bで、地点カは震源から近く、硬い地盤の上にあり、地点キは震源から遠く、軟らかい地盤の上にあります。資料ではキの揺れがカより強いとします。距離と地盤以外の条件については情報がありません。問いは「キの揺れが強かった原因を地盤だけに決められるか」です。「距離」「地盤」「他の条件」を使って理由を述べてください。

答えは、地盤だけに決められません、です。距離と地盤が同時に異なり、他の条件も示されていないからです。軟らかい地盤が揺れを大きくした可能性はありますが、表だけでその影響を取り出して確定することはできません。距離について一般的な傾向と逆の結果があっても、残る原因が地盤しかないという証明にはなりません。

考え方の分かれ目は、観察された結果と原因の説明を分けられるかです。「キの揺れが強い」は資料に与えられた結果です。「地盤が原因」は、その結果についての説明です。結果をそのまま読み取ることと、原因を特定することには必要な情報の差があります。地盤の影響を調べるなら、距離やその他の条件も考慮した資料が必要です。

条件が欠けているとき、「どちらもあり得る」と書くだけでは、なぜ判断できないのかが伝わりません。何の情報がないか、何と何が同時に変わっているかを明示します。逆に、問題があるモデルの中で距離以外の条件を同じと仮定し、距離による傾向も与えているなら、その仮定の範囲で判断できます。現実の地震全体への断定と、問題内の条件からの結論を区別してください。

誤答の形から修正する

図3のように「地点アのマグニチュードは強い」と書く答案を考えます。誤りは、地点の揺れの欄にある語を、そのまま地震の規模の名前に結び付けたことです。基本例題の表では「強い」はアの揺れを表し、規模は地震Aに対応するMです。まず「何の値か」を欄の見出しまで戻して直します。

図3で左から右へ直すと、「地点アの揺れは強い」と「地震Aの規模はM」の2文になります。前者は地点、後者は地震を主語にしています。実際の震度の値を与えられていないので、「強い」を勝手に震度の階級の数値に置き換えてはいけません。

別の誤答は「同じ地震なので各地点の震度は同じ」です。原因は、地震そのものが1つであることを、すべての地点の揺れが同じであることと混同した点にあります。修正すると「規模は同じ地震に対応し、震度は地点ごとに異なることがある」です。異なることがあるという表現には、同じになる場合も含まれます。

さらに「遠い地点が強く揺れたので、必ずその地点の地盤が原因」と書く誤りがあります。揺れの比較という事実から原因を1つに飛躍しています。距離以外の条件が複数異なるときは、地盤の可能性を挙げつつ、それだけに決められないと直します。資料不足の場合に結論を保留することも、根拠に沿った解答です。

資料を使って練習

以下はすべて自作の条件で、揺れの強弱は各問の中で使う言葉です。実際の観測や震度階級の数値ではありません。問題を読み終えてから、下の解答で根拠を照合してください。

問題

1. 地震Cの資料では、地点サの揺れは「小」、地点シは「大」、地点スは「中」です。この問題では大、中、小の順に揺れが強いとします。地点を強い順に並べ、地震Cの規模を表す語と地点の揺れの程度を表す語をそれぞれ答えてください。

2. 地震Dで地点タと地点チの揺れが同じ程度でした。「同じ地震なので、どの地点も必ず同じ震度である」という文の正誤を答え、「地点」と「異なることがある」を使って理由を述べてください。

3. 地震Eで地点ナは震源から近く、地点ニは遠いとします。この問題のモデルでは、距離以外の揺れに関わる条件は同じで、近い方が強く揺れると仮定します。どちらの揺れが強いか地点名で答え、その判断に使った条件を述べてください。

4. 地震Fと地震Gについて、同じ地点ハでの揺れはFの方が強かったとします。両地震のマグニチュードと震源の位置は示されていません。FのマグニチュードがGより大きいと決められるか、「規模」と「位置」を使って答えてください。

5. 地震Hで地点マは地点ミより強く揺れました。地点マは近く、地点ミは遠いこと以外、地盤などは示されていません。揺れの差を距離だけで説明できると断定できるか、足りない情報を1つ挙げて答えてください。

解答と読み直し

1. シ、ス、サの順です。地震Cの規模を表す語はマグニチュード、地点の揺れの程度を表す語は震度です。条件の大、中、小に地点を戻すと、順にシ、ス、サが対応します。強弱の記号を実際の震度の数値として読む必要はありません。

2. 誤りです。同じ地震でも震度は地点ごとに異なることがあるからです。タとチが同じ程度だったという事実は、その2地点についての結果です。他の地点も必ず同じだという結論は、この資料からは出ません。2地点の結果を否定せず、一般化の部分を修正します。

3. ナです。モデルでは距離以外の条件が同じで、近い方が強いと与えられているからです。条件へ戻すと、近いのはナ、遠いのはニなので、このモデルの規則と答えが一致します。実際のすべての地震で近い地点が必ず強いという結論に広げないでください。

4. 決められません。地点ハの揺れの強さは示されていますが、震源の位置などが異なる可能性があり、それだけで地震の規模の大小は決まらないからです。同じ地点を見ていることと、震源からの距離などの条件が同じことは別です。表に戻しても、規模の大小は直接示されていません。

5. 断定できません。例えば両地点の地盤の性質が示されていないからです。近いマで強く揺れたという結果は距離による一般的な傾向と整合しますが、それだけで地盤などの影響がなかったとは言えません。距離以外の条件を確かめて初めて、原因を絞るための比較に近づきます。

覚えておくこと

• マグニチュードは地震の規模、震度は地点の揺れの程度です。
• 同じ地震でも、地点ごとの震度は異なることがあります。
• 距離と地盤などが揺れに関わり、資料不足では原因を断定できません。
• 問題の仮定からの結論と、実際の地震についての一般化を分けます。

答案のどこでつまずいたか

用語を入れ替えた答案なら、地震の名前と地点の名前に印を付け、それぞれにどの量を対応させたか確認します。順序を間違えた答案なら、資料の各欄を問題の強弱の定義へ戻し、同じ地点を二度使っていないかを見ます。原因を断定した答案なら、根拠として使った条件と、資料に書かれていない条件を別々に書き出します。

個別指導で確かめる際も、正解の語を先に渡すより、答案中の主語、資料の行と列、理由に使った条件を本人の言葉でたどることが有効です。条件が足りない問題では、何を追加すれば比較しやすいかまで聞くと、知識不足と資料の読み違いを区別できます。地震の規模と地点の揺れを分ける視点が、資料の結論を支えます。