地震は地球の外殻の挙動の一部であり、ランダムまたは予測不可能な異常ではありません。米国地質調査所（USGS）によると、惑星の地殻は大きな断片に分かれており、これらをテクトニックプレートと呼びます。これらは緩やかに移動し、互いにすり抜け、衝突します。ほとんどの地震は、これらのプレートの境界に位置するか、その近くに位置する岩の裂け目である断層に沿って発生します。
実際に地下で何が起こるか
USGSは、このプロセスを弾性反発として知られる3段階のメカニズムとして説明しています。第一に、テクトニックプレートが移動するにつれて、断層の粗くて不規則な縁がお互いに固着しますが、プレートの残りの部分は動き続けるため、周囲の岩に応力とエネルギーが蓄積されます。第二に、蓄積された力が最終的に断層の縁を保持している摩擦を超えると、岩が急に滑ります。第三に、蓄積されたエネルギーが地震波として外側に放出され、地面が揺れます。これが人々が感じる地震です。
地震活動はしばしば一連の形で発生します。USGSは、より小さな振動である前震がより大きな本震に先行する可能性があると述べていますが、それらは後付けで前震と識別されることに注意します。また、本震に続くより小さな地震である余震は、数週間、数ヶ月、さらには数年続く可能性があります。このようなメカニズムの理解にもかかわらず、USGSは科学者が地震が起こりやすい地域でさえ、地震がいつ起こるかを予測することはできないと明確に述べています。
3種類のプレート境界、3種類の地震
テクトニックプレートは3つの異なる方法で相互作用し、それぞれが異なる地震パターンを生み出します。これはNOAA海洋探査とUSGSによって述べられています。発散型境界では、プレートが引き離され、マグマが上昇して新しい海洋地殻を形成します。ここでは地震が一般的であり、中央大西洋海嶺がその例です。収束型境界では、プレートが衝突し、一方がもう一方の下に滑り込むことが多く、強力な地震が山脈、深海トレンチ、火山鎖とともに発生します。この現象は太平洋火環周辺に見られます。横ずれ型境界では、プレートが横方向にすり抜け、地殻を生成または破壊することなく、摩擦を通じて地震を生成します。カリフォルニアのサンアンドレアス断層が標準的な例です。
地震学者が地震をどのように記録して規模を測定するか
地震は全球地震観測ネットワークを通じて検出されます。各ステーションは独自のサイトで地面の動きを測定します。これはUSGSで説明されています。コアとなる機器は地震計です。典型的には振り子または弾簧に装着された質量です。これは地震計の内部に収納されており、岩が滑り、エネルギーが震源から外側に波として放射されるときの振動を記録します。
地震学者は2つの異なる測定値を区別します。マグニチュードは地震の震源での大きさを説明し、どこから測定されても同じ数値です。強度は修正メルカリ強度スケールで測定され、特定の場所で感じられる揺れと被害を説明し、震源からの距離と地域の地盤条件に応じて変わります。
リヒタースケール対モーメント規模
ほとんどの人が聞いたことのあるマグニチュードスケール、リヒタースケールは、チャールズ・リヒターが1930年代に南カリフォルニアの地震を測定するために開発されました。近くの地震観測所を使用しました。USGSによると、技術的にはML、「地域規模」として知られていました。ウッド-アンダーソン地震計と呼ばれる特定の機器に記録された最大の動き、つまり振幅を測定します。
地震観測ネットワークが世界中に拡大するにつれて、研究者はリヒターの方法が特定の周波数と距離範囲に対してのみ有効であることを発見しました。また、最大の地震によって生成される最低周波数波を適切に記録することができませんでした。これは飽和として知られている制限です。地震学者は後にモーメント規模スケール（Mw）を導入しました。USGSによると、これは「モーメント」の物理量に基づいています。断層上のずれの量に断層表面のずれた領域の面積を掛けたもの。これはすべての地震サイズの範囲で有効です。USGSは現在、モーメント規模を使用して地震の規模を報告しています。
地震はどのくらい一般的ですか？
地震は、ほとんどの人が思っているよりもはるかに頻繁です。USGSの全国地震情報センターは、毎年約12,000～14,000の地震を特定しています。IRIS（地震学組織化研究機関）は、検出された地震の数が時間とともに増加したことに注意します。これは主に地震計ネットワークがより敏感になったためであり、地震自体がより頻繁になったからではありません。
モーメント規模スケールは対数的であるため、IRISは述べています。規模が1ステップ上がるごとに、世界中で記録される年間地震数はおよそ10倍減少し、放出されるエネルギーはおよそ30倍増加します。
各規模ステップの影響（出典：IRIS）| 規模の変化 | 年間地震数への影響 | 放出されるエネルギーへの影響 |
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| +1ステップ | 年間地震数が約10倍減少 | 放出されるエネルギーが約30倍増加 |
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これが重要な理由
地震が孤立した説明不可能なイベントではなく、進行中のプレート運動の予測可能な副産物であることを理解することは、世界中で使用されるハザードマップ、建築基準、および早期警告システムの基礎です。USGSとNOAAからのプレート境界フレームワークは、太平洋火環やサンアンドレアス断層帯などの特定の地域が、地質学的時間にわたって何度も地震を経験する理由も説明します。ただし、単一のイベントは事前に予測することはできません。
