マグニチュードと地震のエネルギー

このレッスンの役割

ここは「火山・地震・岩石」コースの「震度とマグニチュード」セクション（12 / 15）、全6レッスン中の3番目です。

前から受け取る力：震度階級と震度分布図を、地点ごとの揺れとして読む力
今回完成させる力：マグニチュードの差から、地震のエネルギーの大きさを倍率で比較する力
次へ渡す力：同じ地震でも地点ごとに震度が異なる分布を、距離・深さ・地盤から考える力

マグニチュードは数字が1しか違わなくても、エネルギーは少しだけ増えるのではありません。今日は「差」を「倍率」へ読み替えます。

まず予想しよう

地震AはM5、地震BはM6です。

数字は1だけ違います。地震BのエネルギーはAの何倍くらいでしょう。

1.2倍
2倍
約10倍
約32倍

正解は約32倍です。マグニチュードの目盛りは、エネルギーが同じ量ずつ足される尺度ではありません。

知る：Mが1増えると約32倍

中学理科では、次の関係を使います。

マグニチュードが1大きい → エネルギーは約32倍
マグニチュードが2大きい → エネルギーは約1,000倍

2大きいときは、

32×32＝1,024

なので、およそ1,000倍です。

理解する：足し算ではなく掛け算

M5からM6へ1増えると、約32倍です。

さらにM6からM7へ1増えると、M6の約32倍です。

したがって、M5からM7は、

32×32＝1,024

約1,000倍となります。

「1増えると32倍」なので、2増えると32×2＝64倍ではありません。段階ごとに32を掛けます。

震度の差とは混ぜない

マグニチュードが1大きいとエネルギー約32倍、という関係を、震度へ使ってはいけません。

震度4と震度5弱の関係を「エネルギー32倍」とは言いません。震度は地点の揺れの階級、マグニチュードは地震そのものの規模です。

また、Mが大きい地震でも、遠い地点では震度が小さい場合があります。エネルギーの倍率と、ある地点の震度を直接一対一に結びません。

使う：差を先に求める

例題1：差1

地震A：M5.4
地震B：M6.4

差は、

6.4−5.4＝1.0

です。

答え：地震Bのエネルギーは地震Aの約32倍

例題2：差2

地震C：M6.1
地震D：M8.1

差は2.0です。

32×32＝1,024

答え：地震Dのエネルギーは地震Cの約1,000倍

例題3：逆向きに聞かれた場合

M7の地震のエネルギーを1とすると、M6はどのくらいか。

M7はM6の約32倍なので、M6はM7の約1/32です。

どちらを基準にするか、問題文の主語を確認します。

比較表を作る

基準をM5のエネルギー1とした概算です。

マグニチュード	M5との差	エネルギーの概算
M5	0	1
M6	1	約32
M7	2	約1,000
M8	3	約32,000

M8は、M5に対して32×32×32です。

この表は倍率関係を理解するためのモデルです。実際のエネルギーを「32個」のように数えているわけではありません。

転用する：ニュースの二つの地震を比べる

ニュースに次の二つがありました。

地震X：M7.2、最大震度5弱
地震Y：M5.2、最大震度6弱

マグニチュード差は2なので、地震XのエネルギーはYの約1,000倍です。

一方、最大震度はYの方が大きいです。

これは矛盾ではありません。

エネルギー・地震全体の規模 → Xが大きい
観測された地点の最大の揺れ → Yが大きい

震源の近さや深さなどが違えば、規模が小さめでも近くで強く揺れることがあります。

条件を変えて予測する

Mが同じ

Mが同じなら、マグニチュードから比較する地震全体の規模は同程度です。ただし、震度分布まで同じとは限りません。

Mが1小さい

基準の地震の約1/32のエネルギーです。

Mが2小さい

基準の地震の約1/1,000のエネルギーです。

倍率を逆向きにするときは、32で割ります。

誤答を原因から直そう

誤答1：M6はM5の6÷5＝1.2倍

マグニチュード値をそのまま割っています。差1ならエネルギーは約32倍です。

誤答2：差2だから32×2＝64倍

同じ倍率を2回掛けます。32×32≈1,000倍です。

誤答3：M7はM6よりエネルギーが1だけ大きい

マグニチュードの数値差とエネルギーの差を同じ足し算で見ています。差1は約32倍です。

誤答4：Mが32倍になる

32倍になるのはエネルギーです。マグニチュードそのものを32倍するのではありません。

誤答5：Mが大きい地震は全地点で震度も必ず大きい

震度は距離・深さ・地盤などでも変わります。地震全体の規模と地点の揺れを分けます。

自分で確かめよう

確認1：Mが1大きいとエネルギーは？

約32倍です。

確認2：Mが2大きいとエネルギーは？

32×32＝1,024なので、約1,000倍です。

確認3：M5.8とM6.8では？

差1なので、M6.8の方が約32倍です。

確認4：M8.0とM6.0では？

差2なので、M8.0の方が約1,000倍です。

確認5：最大震度が大きい方は必ずMも大きい？

必ずではありません。震度は地点の条件でも変わります。

次のレッスンへ

今回は、マグニチュード差1をエネルギー約32倍、差2を約1,000倍として比較しました。

次は、同じ一つの地震でも震度分布が地点ごとに変わる理由を、震源距離・深さ・地盤の条件から考えます。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。