距離と時間差の表を正しく作ろう
このレッスンの役割
ここは「火山・地震・岩石」コースの「初期微動継続時間と距離」セクション(10 / 15)、全6レッスン中の2番目です。
前から受け取る力:震源距離が大きい地点ほど初期微動継続時間が長いという傾向を、複数地点から予想する力
今回完成させる力:地図・波形・地点一覧から同じ地点の値を集め、距離と時間差の表を作る力
次へ渡す力:表に現れた関係を、P波とS波の速さの差から説明する力
入試では、必要な情報が一つの表にまとまっているとは限りません。地図には距離、別の波形には到着時刻が示され、並び順も異なることがあります。今日は「地点名を鍵にして、対応を保つ」方法を学びます。
まず間違いを見つけよう
地図にはA=30 km、B=60 km、C=90 kmとあります。波形から求めた初期微動継続時間は、C=12秒、A=4秒、B=8秒の順に書かれています。
上から順に数字を移すと、
| 地点 | 震源距離 | 初期微動継続時間 |
|---|---|---|
| A | 30 km | 12秒 |
| B | 60 km | 4秒 |
| C | 90 km | 8秒 |
となってしまいます。これは並び順をそのまま対応させた誤りです。
正しくは地点名を照合し、AにはAの値、BにはBの値を入れます。
知る:一行は「同じ地点の一組」
距離と時間差の表では、一行が一つの観測地点を表します。
- 地点名
- その地点の震源距離
- その地点のP波到着時刻
- その地点のS波到着時刻
- その地点の初期微動継続時間
これらを同じ行に置きます。
表を作る目的は、数字をきれいに並べることではありません。二つの量の対応関係を保ち、距離が変わると時間差がどう変わるかを比較できるようにすることです。
理解する:対応がずれると関係が変わってしまう
正しい組は、
- A:30 kmと4秒
- B:60 kmと8秒
- C:90 kmと12秒
です。この表なら、距離が大きくなるにつれて時間差も長くなると読み取れます。
一方、組合せをずらすと、30 kmと12秒、60 kmと4秒など、実際には同じ地点で観測していない組ができます。その表から作ったグラフは、点を正確に打っても元の観測を表しません。
計算の正しさだけでなく、「どの地点の値か」が正しいことが重要です。
使う:複合資料から表を作る六つの手順
- 表の左端に地点名を一度だけ書く。
- 地図や問題文から、各地点の震源距離を同じ行へ移す。
- 波形ごとに横軸の一目盛りを確認する。
- P波・S波の到着時刻を読み、同じ地点の行へ移す。
- S波時刻−P波時刻で初期微動継続時間を求める。
- 単位と対応を検算する。
例題:並び順の違う資料
距離資料:
- K:45 km
- L:75 km
- M:105 km
波形資料:
- M:P波20秒、S波34秒
- K:P波11秒、S波17秒
- L:P波15秒、S波25秒
表を地点名K、L、Mの順に作ります。
| 地点 | 震源距離 | P波到着 | S波到着 | 初期微動継続時間 |
|---|---|---|---|---|
| K | 45 km | 11秒 | 17秒 | 6秒 |
| L | 75 km | 15秒 | 25秒 | 10秒 |
| M | 105 km | 20秒 | 34秒 | 14秒 |
M、K、Lという波形の順番に引っぱられず、地点名で同じ行へ入れます。
震源距離と震央距離を区別する
問題によっては「震央から観測地点までの距離」が地図上に示されることがあります。これは震央距離です。
震源は地下、震央はその真上の地表です。震源が深いとき、
- 震央距離:地表上の水平方向の距離
- 震源距離:震源から観測地点までの直線距離
は異なります。
問題文がどちらを与えているかを見出しと単位の近くで確認します。勝手に同じ列へ混ぜません。
転用する:地点名が記号でなくても対応する
資料1では観測所名が「北」「中央」「南」、資料2では地図上に「N」「C」「S」と書かれているとします。凡例に北=N、中央=C、南=Sとあれば、その対応を先に欄外へ書きます。
また、資料の一部に地点BのS波到着時刻が欠けているなら、Bの初期微動継続時間は計算できません。空欄を推測で埋めるのではなく、「資料からは求められない」と判断します。
表を完成させることより、根拠のない数値を入れないことの方が大切です。
自分で完成させよう
距離資料は、P=24 km、Q=48 km、R=72 kmです。波形資料は、Qの時間差6秒、Rの時間差9秒、Pの時間差3秒の順に示されています。
Pの行を確認する
P、24 km、3秒を同じ行に置きます。Qの行を確認する
Q、48 km、6秒を同じ行に置きます。Rの行を確認する
R、72 km、9秒を同じ行に置きます。読み取れる傾向を確認する
震源距離が24、48、72 kmと大きくなると、時間差も3、6、9秒と長くなっています。誤答を原因から直そう
誤答1:資料の上から順に数字を移す
資料同士の並び順が同じとは限りません。地点名や凡例を鍵に対応させます。
誤答2:P波到着時刻を時間差の列へ入れる
到着時刻と継続時間は別の量です。時間差はS波到着時刻−P波到着時刻で新しく計算します。
誤答3:kmと秒を同じ列に書く
単位の異なる量です。距離はkmの列、時間は秒の列へ分けます。
誤答4:震央距離を震源距離と決めつける
見出しを確認します。地下の深さを含むかどうかで、二つの距離は異なります。
誤答5:欠けた値を前後から勝手に予想する
観測表を作る段階では、資料にない値は空欄または「不明」とします。推定をするなら、その方法と根拠を別に示します。
自分の手順を説明しよう
次の一文を、数値の入った具体例で説明してください。
「資料の並び順ではなく_____を使って対応させ、一行に同じ地点の_____と_____をそろえる。P波・S波の時刻がある場合は_____を計算する。」
表を見ずに説明できれば、初めて見る複合資料でも対応を立て直せます。
このレッスンの理解チェック
確認1:一行には何をそろえる?
同じ観測地点の震源距離、P波・S波到着時刻、初期微動継続時間をそろえます。確認2:資料の並び順が違うとき、何を鍵にする?
地点名または凡例で示された対応を鍵にします。確認3:P波12秒、S波20秒なら時間差の列は?
20−12=8秒です。確認4:地点のS波到着時刻が欠けていたら時間差を計算できる?
できません。根拠なく補わず、不明として扱います。確認5:震源距離と震央距離は必ず同じ?
同じではありません。震源距離は地下の震源からの直線距離で、震央距離は地表上の距離です。次のレッスンへ
今回は、地点名を鍵にして、震源距離と初期微動継続時間の対応を保った表を作りました。
次は、この表に見える「距離が大きいほど時間差が長い」という関係がなぜ生まれるのかを、速さの異なるP波とS波のモデルで説明します。
クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。