地震が起きるメカニズム

地震とは

地球の表面はプレートと呼ばれる厚さ100kmほどの硬い岩盤に覆われています。 プレートは大雑把に分けると地球上に14~15枚あり、それぞれがゆっくりと移動しています。

プレートの移動速度は場所によって違いますが、年に数cm~数十cm程度動きます。 大した速度ではありませんが、大陸よりも巨大なプレートが10cmも押し込まれれば大きな歪みが生まれます。 これが数年、数十年、数百年と移動するにつれ、どんどん歪みも大きくなっていきます。

やがて限界まで歪みが貯まると耐えきれなくなり、プレートが大きくずれて歪みを解消しようとします。 その時に起きる揺れを地震と呼びます。

長い時間かけて出来た歪みをほんの数秒から数分で解消しようとするので、地震の揺れはすさまじいものとなります。 また揺れている時間も小さい地震は短いですが大きな地震になると長くなる傾向があり、巨大地震なら1分、超巨大地震なら3分にも渡って揺れが続くこともあります。

歪みは地層がズレることによって解消され、この時に出来たズレを断層と言います。 大きな地震の際には地表にまで断層ができることもあり、この断層を調べることにより過去起きた地震の間隔が分かったりもします。

プレートはなぜ動く?

地球の中心には核があります。 核は鉄やニッケルから出来ていて中心に行くほど熱くなり、中心部はおよそ6000℃と太陽表面と変わらない高熱を持っています。

核の中心である内核は個体、それを覆う外角は液体です。 なぜ温度が高い内核が個体なのかと言えば、とんでもない圧力のせいで液化する端から個体になるのです。

液体である外核は対流しておりゆっくりグルグル回っています。 鍋でスープを煮たら液体がグルグル回るのと原理は同じです。

その外核の周りにあるマントルもゆっくり動いています。 外核の熱にあてられると軽くなって地表に上がってきて、地表で冷やされると重くなって沈んでいきます。 そのマントルが地表で冷やされて固くなっている部分、つまり比較的浅い場所にあるマントルをプレートと言います。

だからプレートが動いているのは、その下にある外角が動いているからなのです。

前震・本震・余震

地震は大きく分けて前震・本震・余震の3つに分けられます。

前震とは

大きな地震の前に小規模な地震が発生することがあり、これを前震と言います。 発生タイミングは地震直前、地震の数日前、地震の1か月前など様々す。 また必ずしも前震を伴う訳ではないため、地震が起きても前進なのか本震なのかの判断は後からしかできません。

なので地震が起きてもこれが前震でこの後に本震があると予測するのは難しいです。 ただその可能性もあるので、地震が起きたら「これは前震」と考えて本震への備えをする方が良いでしょう。

本震とは

一定期間内に起きた一連の地震のうち、最も規模が大きかったものを本震と呼びます。 プレートの歪みをずれによって解消した時に発生する揺れであり、最も大きな地震被害をもたらします。

場合によっては同規模の地震が何度も発生することもあり、どれが本震と決めるのが難しい場合もあります。

余震とは

本震の後に断続的に起きる小さな地震を余震と言います。 大きな地震の後ほど余震が多く発生し、本震に近い揺れを記録する場合もあります。

本震によってプレートの歪みが解消される訳ですが、地震発生からすぐに岩盤が安定する訳ではありません。 特に大きな地震の後ほど岩盤は不安定な状態となり、小さな地震が断続的に発生することが多くあります。

余震の揺れや回数は時間が経つにつれて少なくなっていきますが、必ずしも小さな揺れになっていく訳ではありません。 特に大地震の後は大きな余震が来ても大丈夫なように立ち回りましょう。

地震の正確な予測は難しい

地震はプレートの移動で出来た歪みによって引き起こされるので、場所によっては一定周期ごとに起きます。 例えば宮城県沖地震は1793年から30~40年毎に大地震が起きており、2011年の東北地方太平洋沖地震の前にも「そろそろ来てもおかしくないのでは」と考えられていました。

これだけ見ると地震は予測できるもののように思えますがそう簡単には行きません。 これは「数十年内に何%の確率で起きる」ぐらいの予測であり、明日明後日の予測として使うにはまるで精度が足りないのです。

近年では地震計による調査から情報を集めて予測して精度も徐々に上がってきました。 しかし地震が来るタイミングは数十年から数百年に一度なので、周期の長い地震ほど予測するための情報が足りません。 今後に期待しましょう。

地震の大きさ

地震の大きさはマグニチュードで表されます。 これはプレートのずれが起こった場所で発生したエネルギーの大きさでです。

マグニチュードが1違うとエネルギーは30倍違い、マグニチュード12で地球が真っ二つに割れると言われています。

我々が実際に感じた揺れは震度で表されます。 マグニチュードが大きくても地下深くの遠い場所で起きた地震はそれほどの震度にはなりませんし、マグニチュードが小さくても地表近くで起きた地震は震度が大きくなります。

活断層は地震が起きやすい

地震の際に貯まった歪みの切れ目として出来る活断層ですが、この上は地震が起きやすいです。 この切れ目が力の解放先になる場合が多く、そのため地震が起きやすいのです。

活断層は地上に見えているものもありますが、地中や海中にもあります。 存在を知られていないものもあると思われるので、調べても見つからなかったと安心するのは早計です。

地震大国日本

地震の多くはプレート同士がぶつかる境界付近で発生します。 そういった場所に位置する国は沢山の地震に見舞われることになります。

日本付近にはプレートが多く、世界で起きる地震の10%は日本周辺で起きています。 地震大国日本で生活する上で地震対策は必須の知識と言えるでしょう。

地震のない国に住みたい場合、プレートの境界から離れた場所にある所を探すと良いです。 絶対に地震が起きない訳ではありませんが、頻度は比べ物にならないぐらい少なくなります。

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