地震の震度とマグニチュードの違い?単純明快に!

地震 」 大きな地震が、日本だけでなく世界で起きていますよね。

ニュースで地震の被害が映るたびに、その怖さを思い知らされます。

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地震のニュースで必ず報道されるのが「マグニチュード
M7.3 だとか M5.0だという様に数値で表されます。

なんとなく数値が大きければ、大きな地震というイメージがあります。

でも、揺れに関しては「震度」という数値があります。 震度3 とか 震度5弱とか・・・

これらの2つの数値って、一体何が違うんでしょうか?

なんだか、気になるけど、難しそうだしって・・・
ついつい、そのままに、しちゃいますよね(笑)

今回は、マグニチュードと震度の違いを、分かりやすく説明します。

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震度とは?

震度とは、「 観測点で測る揺れ 」 のことです。
全国に約4400ある、観測点で測定を行っています。

 震度の階級は、0 ~ 7 の 10階級です (震度5と6は、それぞれ強弱があります)

実は、以前は「体感」や周囲の状況を実際に見て、決めていました。
観測所の人達が「まぁ、こんなとこだろう」と決めていたんですね(笑)

平成8年(1996)4月以降は、「計測震度計」による観測による数値となっています。

震度階級計測震度 体感・状況
00.5未満
揺れを感じない

 

10.5以上
1.5未満

揺れをわずかに感じる人もいる

 

21.5以上
2.5未満

屋内にいる多くの人が揺れを感じる

 

32.5以上
3.5未満

屋内のほとんど人が揺れを感じる
電線が少し揺れる
43.5以上
4.5未満

歩いている人も揺れを感じる
眠っている人が起きる
棚の食器が揺れて音を立てる
5弱 4.5以上 
5.0未満 
何かにつかまりたくなる。書棚の本が落ちる
不安定な置物などが倒れる
電柱が揺れる 
 5強5.0以上 
5.5未満 
歩行が困難になる
家具が倒れることがある
窓ガラスが割れることがある / ブロック塀が倒れる
 6弱5.5以上 
6.0未満 
立っている事が困難
家具が倒れるか移動する / ドアが開かなくなることがある
壁のタイルや窓ガラスが破損して落ちてくることがある
 6強6.0以上 
6.5未満 
立つ事ができない
家具が移動し、倒れるものが多くなる
多くの建物で壁のタイルや窓ガラスが破損して落ちてくる
 76.5以上  動くことができず、飛ばされることがある
家具の多くが転倒・移動・飛ぶこともある
さらに多くの建物で壁やガラスが割れて落ちる

詳しい情報は、こちらを参照して下さい。
気象庁リーフレット「震度階級表」
⇒  http://www.jma.go.jp/jma/kishou/books/kaikyuhyo/kaikyuhyo_a2.png

 
震度については、防災訓練等やテレビでも、説明がされることが多いので、特に問題はないでしょう。

さて、次に、問題(?)の、マグニチュードについて見て行きましょう。

マグニチュードどは?

震度は、観測地点で観測された揺れの大きさでした。

これに対して、マグニチュードは、「地震そのものの規模(エネルギー)」のことをいいます。

地震の規模とは?

地震の規模(エネルギー)と言われても、ピンときませんよね?(笑)

もう少し、分かりやすく説明します。
台風を思い浮かべてください。

台風が報道される時、最大風速33m といったように報道されますよね。
この台風でいう最大風速を、地震でいうところのマグニチュードです。

ここで、マグニチュードと震度の関係について、整理しましょう。

震度とマグニチュードの関係

マグニチュードが大きいと、震度も大きいと思われがちです。
しかし、必ずしもそうとは限りません。

次の図を、ご覧下さい。

マグニチュード地震

この図の左と右とで比較してみましょう。

151725マグニチュードは、左が大きいです。
しかし、震度は、右の方が大きいです。

なぜ、こんなことが起きるのか?

それは、矢印の長さを見ても分かるように
震源から距離 です。

いくらマグニチュードが小さくても その震源に近ければ、震度は大きくなります。

台風を例にとれば、マグニチュードは最大風速でした。

台風をかすめて通る場所と、直撃を受けた場所では、同じ最大風速の台風でも実際の、その地点の風速は変わるのと同じ事です。

マグニチュード地震地盤

151444 
実際の、震度は、単純に距離だけではありません、もう少し複雑です。

上の図をご覧下さい。

地盤の影響により、震度に違いが出ます。

地盤が軟らかいほうが、振動しやすく、同じ、マグニチュードであっても震度は高くなります。

このように、マグニチュードと震度は、必ずしも「比例」の関係には無いので、震度階級表の様に、マグニチュードと震度と体感・状況の対比表は作れません。

 次に、実際に起きた地震と、そのマグニチュードについての表を見てみましょう。

 マグニチュードと実際に起きた地震

マグニチュードと実際に起きた地震についての一覧です。

大正時代以降の、地震名がついたもののリストです。

マグニチュード最大
震度
発生年月日 実際に起きた地震名
 6.8     6大正14
1925/5/23

北但馬地震

昭和20
1945/1/13

三河地震

6弱平成13
2001/3/24 

芸予地震

 7 平成16
2004/10/23
新潟県中越地震
 6強平成19
2007/7/16
新潟県中越沖地震
6.96強平成19
2007/3/25
能登半島地震
7.16昭和23
1948/6/28

福井地震

7.2 6昭和18
1943/9/10

鳥取地震

6強平成20
2008/6/14
岩手・宮城内陸地震
7.3 6昭和21
1927/3/7

北丹後地震

昭和5
1930/11/26 
北伊豆地震 
平成 7
1995/1/17
兵庫県南部地震
阪神・淡路大震災
6強 平成12
2000/10/6
鳥取県西部地震
7.75昭和58
1983/5/26 
日本海中部地震
7.8 5平成5
1993/7/12 
北海道南西沖地震
 7.9 6大正12
1923/9/1 
関東地震
関東大震災) 
6昭和19
1944/12/7
東南海地震
8.05昭和21
1946/12/21
南海地震
6弱平成15
2003/9/26
十勝沖地震
8.15昭和8
1933/3/3
昭和三陸地震
9.07平成23
2011/3/11


東北地方太平洋沖地震
東日本大震災

 東北地方太平洋沖地震は、マグニチュード9.0ですね。

実際の、地震のエネルギーは、どれくらいなのか?

次に、それを見てみましょう。

マグニチュードとエネルギー

地震のエネルギー(J:ジュール)とマグニチュードの関係は、次の式で表されます。

         E :地震のエネルギー 
        M :マグニチュード

allowrd_b1  log10E = 4.8 + 1.5 M

対数(log) ですね、苦手な方も多いかもしれません。
普段の生活ではまず使わないですもんね。

でも、ここでは小難しい数学や物理は出てきませんから、もう少しおつきあいください(笑)

 数値が、あまりに大きくなって桁数が増える場合には、対数をつかって、扱いやすくします。
マグニチュードも、そうやって扱いやすくしているということですね。

対数(log)の 基本 について知りたい方は、こちらの記事をご覧下さい。
 ⇒ 対数(log)の計算と公式!これでもうバッチリ!!

 

では、実際にエネルギー(ジュール)を求めてみましょう。

ここでは、分かりやすく、実際に計算していきますね。

まず、東日本大震災の、マグニチュード9.0のエネルギーからです。

まず、公式のMに、 9.0を代入します。
log10E  =  4.8 + 1.5M  = 4.8 + 1.5 × 9.0    

log10E  = 18.3128716

この対数の式を展開すると、Eは次の様に求められます。

E = 1018.3    ≒  2.0 ×  1018 ジュール   

これは、実は、とんでもない値です!

この値は、年間の国の発電量に匹敵します。
(1999年の、カナダ、イギリス、フランスの年間発電量が、ほぼ同じです)   
 

次に、過去の地震と東日本大震災を比較してみましょう。

  • 東日本大震災 : マグニチュード9.0
  • 関東大震災  : マグニチュード7.9
  • 阪神淡路大震災 : マグニチュード7.3

 それでは、まず関東大震災と比較をします。

  • Eα : マグニチュード9.0 時のエネルギー   
    log10Eα  =  4.8 + 1.5 × 9.0 = 18.3
  • Eβ : マグニチュード7.9 時のエネルギー   
    log10Eβ   =  4.8 + 1.5 × 7.9 = 16.65

log10Eα    log10Eβ     =   18.3  -  16.65  =  1.65133948

これは、次の様に、書き替えられます。

log10( Eα /  Eβ )  =  1.65 

 Eα /  Eβ  =  101.65   ≒  44.67        

つまり、東日本大震災は関東大震災の45 倍のエネルギーです。

続いて、阪神淡路大震災(マグニチュード7.3)と比較をします。

  • Eα : マグニチュード9.0 時のエネルギー   
    log10Eα  =  4.8 + 1.5 × 9.0 = 18.3
  • Eβ : マグニチュード7.3 時のエネルギー   
    log10Eβ   =  4.8 + 1.5 × 7.3 = 15.75

log10Eα    log10Eβ     =   18.3  -  15.75  =  2.55092811

これは、次の様に、書き替えられます。

log10( Eα /  Eβ )  =  2.55 

 Eα /  Eβ  =  102.55   ≒  354.81     

つまり、東日本大震災は阪神・淡路大震災の355 倍のエネルギーです。

東日本大震災の、マグニチュード9.0
やはり、とんでもないエネルギーだったことが、分かりますね。

それでは、まとめましょう。

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まとめ120591

震度とマグニチュードの違い
  • 震度は、実際の観測地点での揺れ
    (0 ~ 7 の10段階表記)
  • マグニチュードは、地震のエネルギーの指標値

 マグニチュード地震

あとがき

それにしても、地震はやはり桁違いのエネルギーですね。084160 対数が使われるわけです。

いくら文明が発達しても、地震や台風などを前にすると無力ですね。
科学技術の進歩は、素晴らしい事だと思いますが、自然を制御できるかというと それは、人間の思い上がりなんでしょうね。

どんなに、科学が進歩しても、自然は征服するものではなく、共存していくものなのでしょう。

進歩はしていかなければなりません、それが人間の使命の様な気がします。
しかし、同時に自然と真摯に向き合えるかどうか、人間の本当の智恵を試されている気がします。

  

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