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【中三応援プログラム】地震の震央の求め方(2021年岩手)

2021年の岩手県地震の問題から。

 マグニチュードと震度の違いは定番です。

 ここではP波だけの速さを求めてますがS波も同じように求められるようにしておきましょう。

 時刻と距離の関係を表した走時曲線

 地震の発生時刻もこの分野でよく出るところです。

 震源の深さもこの三円交線の交点で求めた震央から求めることができます。

 三円交線による震央の求め方は中学一年生の教科書にも載っているのでこのやり方はマスターしておこう。

 

日本で発生したある地震について、資料を集めて考察しました。これについて、下の(1)~(5) の問いに答えなさい。ただし、地震の波は一定の速さで伝わるものとします。

 

[1] 次の文は、気象庁のWebページに掲載されていた地震に関する情報の一部である。

9時28分ころ、地震がありました。 震源の深さは約24km,地震の規模(マ グニチュード)は3.3と推定されます。

[2]次の表は、観測地点A~Dにおける地震の 観測結果をまとめたものである。

観測地点 震源からの距離km 初期微動が始まった時間 主要動が始まった時間
48 9時28分41秒 9時28分47秒
40 9時28分40秒 9時28分45秒
48 9時28分41秒 9時28分47秒
64 9時28分43秒 9時28分51秒

 

[3]次の図は,地震の観測地点A~Dの位置関係を方眼紙上に・で示したものである。 ていた地震に関する情報の一部である。

なお、A~Dの標高は同じである。 

f:id:gomasan8:20220130174751p:plain

 

地震の発生場所

(1) プレートに力がはたらき、地下の岩盤(岩石)が破壊されてずれが生じ、その場所を震源とした地震が発生することがあります。このずれを何といいますか。ことばで書きなさい。

地盤が破壊されてずれが生じる・・・活断層地震の説明

 活断層

 

マグニチュード

(2) 地震が発生すると、1のように地震に関する情報が発表されます。次のア~エのうち、マグニチュードについて正しく述べているものはどれですか。一つ選び、その記号を書きなさい。

ア 震源が深い地震ほど、マグニチュードが大きい。

 マグニチュード地震の規模のことであり震源の深さとは関係がない

 

イ 同じ地震でも、観測地点によってマグニチュードの大きさが異なる。

 マグニチュード地震の規模を表したものだから、場所とは関係がない

 

ウ マグニチュード6の地震で放出されるエネルギーは、マグニチュード3の地震の2倍

である。

 マグニチュードは1違うと32倍異なる。

 マグニチュード3から6まで3ことなっているので

  32✕32✕32=32768倍異なる

 

box4

1増えるとエネルギー30倍。そんなに違うの?マグニチュードの違い | ウェザーニュースより引用

 

震源がほぼ同じならば、マグニチュードの大きい地震の方が広い範囲でゆれが観測される。

 

マグニチュード地震の規模なので震源が同じ場合、マグニチュードの大きい地震の方が広い範囲で揺れが観測される。これは正しい。

www2.nhk.or.jp

P波の速さ

(3) 次の文は、2の表からP波の速さを求める方法について述べたものです。下のアーエのうち,文中の(X) (Y)にあてはまることばと数字の組み合わせとして正しいものはどれで すか。

観測地点Aで初期微動が始まった時刻と観測地点Bで(X)が始まった時刻の差、およ び観測地点Aと観測地点Bの震源からの距離の差を用いてP波の速さを求めることができる。 この地震におけるP波の速さは秒速(Y)kmである。

 X 初期微動

 

A点とB点で初期微動が始まった時間の差は1秒

A点とB点で距離の差は8km

よって 速さ=\dfrac{距離}{時間}=\dfrac{8km}{1s}=8km/s

初期微動継続時間

(4) 2の観測地点A~Dのうち、初期微動継続時間が最も長いものはどれですか。一つ選び、その記号を書きなさい。また、その地点の初期微動継続時間は何秒ですか。数字で書きなさい。

震源からの距離が遠いほど初期微動継続時間は長い、

震源から遠いのはD地点の64km

初期微動が始まった時刻9時48分43秒

主要動が始まった時刻9時48分51秒

その差は8秒である。

 

こたえ8秒 

 

三円交点の交線

(5) 3で、図のa~dのうち、この地震の震央はどれですか。最も適当なものを一つ選び、その記号を書きなさい。ただし、図の方眼紙1目盛は4km とします。

f:id:gomasan8:20220130183204p:plain

A点を中心とした半径48kmの円を書く(12メモリ)

B点を中心とした半径40kmの円を書く(10めもり)

C点を中心とした半径48kmの円を書く(12メモリ)

 

AとCを中心とした円の交点を結んだ線上に震央がある。

AとBを中心とした円の交点を結んだ線上に震央がある。

二つの直線が交わったところbが震央になる。

震央の求め方(動画で解説)

youtu.be

 

今回出題されていないが

A点の主要動の到達時刻9時48分47秒

B点の主要動の到達時刻9時48分45秒

 A点とB点の差は8km

時間の差は2秒

よって 速さ=\dfrac{距離}{時間}=\dfrac{8km}{2s}=4km/s

 

発生時刻はP波の速さが8km/sよりB点の時刻

9時48分40秒より

40kmに速さ8km/sで進むので

よって 時間=\dfrac{距離}{速さ}=\dfrac{40km}{8km/s}=5s

 

5秒前だから9時48分35秒