プレートテクトニクスと地震のシミュレーター

地震シミュレーターの使い方

1. 2 枚のプレートが 1 年に数センチずつすれ違っていますが、その間の断層は固着しています。断層を横切る道路と柵はひずみがたまるにつれて曲がり、グラフはすべり欠損と断層にかかる応力が年ごとに増えていく様子を示します。
2. 応力が断層の耐えられる限界に達すると、一気に滑ります。これが地震です。道路は急にずれ (弾性反発)、P 波 (青) と S 波 (赤) が震央から広がります。地震計がそれを記録し、グラフの地震記録では P 波が先に、より強い S 波が後から届くのがわかります。
3. プレートの速さ、断層が耐えられる応力、破壊の長さ、境界の種類を変えて、地震モーメントからマグニチュードを、そして地震の間隔を読み取ります。沈み込み帯はずっと幅の広い断層が破壊するので、最大の地震、マグニチュード 9 はそこで起こります。地震計を動かして、S − P 時間から距離がわかる様子を見てください。

よくある質問

地震はなぜ起きる？

地球の外側の殻をなすプレートは 1 年に数センチ動いていますが、摩擦でその境界の断層は固着しています。両側の岩石は弾性的に曲がってエネルギーをため、やがて応力が摩擦に打ち勝つと断層が数秒で滑り、数十年から数百年かけてたまったひずみを解放します。これが弾性反発説で、1906 年のサンフランシスコ地震の後、柵や道が最大 6 m ずれているのが見つかったことから唱えられました。

地震のマグニチュードはどう測る？

現在はモーメントマグニチュード Mw = (2/3)(log₁₀ M₀ − 9.1) を使います。地震モーメント M₀ = μ × 面積 × すべり量 で、岩石の剛性率 × 破壊した断層の面積 × ずれた量です。マグニチュードが 1 上がるごとにエネルギーは約 32 倍になります。長さ 200 km、すべり 1.5 m の破壊は約 Mw 7.4、2011 年の東北地方太平洋沖地震は約 500 km × 200 km が最大 50 m 滑り、Mw 9.1 でした。

P 波と S 波とは？

地球の内部を伝わる 2 種類の地震波です。P 波 (初期微動を起こす波) は音と同じ縦波で、地殻を約 6 km/s で進み最初に届きます。S 波は地面を横に揺らす横波で約 3.5 km/s、ふつうはより強い揺れです。S 波は液体を通れないので、地球の外核が液体だとわかりました。

震源までの距離はどう求める？

地震計での P 波と S 波の到着の差から求めます。2 つは同時に出発したので、差は距離とともに大きくなり、D = (t_S − t_P) ÷ (1/v_S − 1/v_P)、地殻では差 1 秒につき約 8 km です。1 つの観測点からは距離、つまり地図上の円が 1 つわかり、3 つの観測点の円が交わる点が震央です。

WebGL が無効と表示されます。

3D 表示には WebGL が必要で、現行のブラウザはすべて対応しています。ブラウザ設定でハードウェアアクセラレーションが無効になっているか、グラフィックドライバーが非常に古いと無効になることがあります。ハードウェアアクセラレーションを有効にするか、別のブラウザをお試しください。

何かアップロードされますか？

いいえ。シミュレーションはお使いのブラウザが WebGL で描画しています。どこにも送信されず、ページを一度読み込めばオフラインでも動きます。