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
0 0.5未満
揺れを感じない

 

1 0.5以上
1.5未満

揺れをわずかに感じる人もいる

 

2 1.5以上
2.5未満

屋内にいる多くの人が揺れを感じる

 

3 2.5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
4 3.5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
 7 6.5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
6.9 6強 平成19
2007/3/25
能登半島地震
7.1 6 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
7.7 5 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
8.0 5 昭和21
1946/12/21
南海地震
6弱 平成15
2003/9/26
十勝沖地震
8.1 5 昭和8
1933/3/3
昭和三陸地震
9.0 7 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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