【中1理科】地震の要点まとめ｜初期微動継続時間の計算と震度・マグニチュードの違い

中1理科「地震」を、図と例題で1つずつ確かめるページです。地震の計算は、「時間＝距離÷速さ」と「2つの地点の差で割る」の2つが分かれば解けます。どの見出しも「答え → 図 → 理由 → 解き方」の順に書いています。紙に書いて練習したい人は、下の無料プリントを使ってください。

地震はどうして起こる？ 震源と震央のちがい

📄 プリント2ページ

理由：地下の岩盤は、まわりから長い間、大きな力を受け続けています。かたい岩でも少しずつ曲がり、ひずみ（ゆがみ）がたまります。たえきれなくなると、ためこんだ力が一気に出て、岩盤がこわれてずれます。このときのゆれが地震で、岩盤がずれた所を断層といいます。

図の三角形のように、震源が深いほど、震源距離は震央距離より長くなります。震源がごく浅い地震では、2つの距離はほぼ同じです。

基本地下で地震が発生した場所と、その真上の地表の地点を、それぞれ何といいますか。

地下の場所と、地表の地点を分けて覚えます。

答え：地下の場所＝震源、真上の地表の地点＝震央

ゆれはどう記録され、どう広がる？

📄 プリント3ページ

理由：ゆれは、出発点からまわりへ同じように広がります。だから、ゆれ始めた時刻が同じ地点（出発点から同じだけはなれた地点）を結ぶと、円のような形になり、その円の中心が震央です。

震央に近い観測点の見つけ方：震源がごく浅い地震では、震源距離≒震央距離です。だから、震源距離が短い観測点ほど震央に近くなります。例：震源距離が P は52km、Q は17km、R は88kmなら、震央に近い順は Q → P → R です。

基本震央からの距離が 75km・15km・40km の3つの地点があります。ゆれ始めるのが早い順に、距離で答えなさい。

震央に近い地点ほど、早くゆれ始めます。

答え：15km → 40km → 75km の順

P波とS波：ゆれが2回に分かれるのはなぜ？

📄 プリント4ページ

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理由（たとえ）：同時にスタートした、足の速い人（P波）とおそい人（S波）は、走る距離が長いほど、ゴールに着く時刻の差が開きます。地震の波も同じで、P波がS波より速いので、震源から遠いほど、2つの波が届く時刻の差が大きくなります。

覚え方：P波は Primary（最初）、S波は Secondary（2番目）。

基本P波とS波が発生する時刻について、正しいものを選びなさい。ア P波が先に発生する　イ S波が先に発生する　ウ 同時に発生する

2つの波は震源で同時に出ます。届く時刻がずれるのは、伝わる速さがちがうからです。

答え：ウ

理由ある地震で、地点Aの初期微動継続時間は12秒、地点Bは5秒でした。震源に近いのは、AとBのどちらですか。そのわけも書きなさい。

「遠い地点ほど、初期微動継続時間が長い」という関係を、逆向きに使います。

答え：B。震源から遠い地点ほど初期微動継続時間が長くなるので、時間が短いBのほうが震源に近いから。

初期微動継続時間と震源距離の関係（比例）とグラフ

📄 プリント5ページ

ある地震の観測結果です（地震の発生は 10時15分00秒）。

理由：震源（震源距離0km）では、P波もS波もすぐ出るので、初期微動継続時間は0秒です。だから、横軸が「発生からの時間」のグラフでは、P波・S波の線はどちらも原点を通る直線になり、2本の線の横のはばが初期微動継続時間です。

初期微動継続時間から震源距離を求める：地点Aは36kmで3秒 → 1秒あたり 36÷3＝12km。初期微動継続時間が15秒の地点なら、12×15＝180kmです。

横軸が「時刻」のグラフ：A・B の点を通る線を下へのばして、震源距離0kmと交わる時刻が、地震の発生時刻です。図では10時15分00秒です。

標準ある地震で、震源距離45kmの地点Xの初期微動継続時間は6秒でした。初期微動継続時間が16秒の地点の震源距離は何kmですか。

1秒あたりの距離：45÷6＝7.5（km）

16秒なら：7.5×16＝120（km）

答え：120km

標準ある地震で、震源距離54kmの地点の初期微動継続時間は6秒でした。震源距離が3倍の162kmの地点では、初期微動継続時間は何秒ですか。

初期微動継続時間は、震源距離にほぼ比例します。震源距離が3倍なので、初期微動継続時間も3倍です。

式：6×3＝18（秒）

答え：18秒

マグニチュードが大きいと、初期微動継続時間は長くなる？

📄 プリント4・5ページ（P波・S波と初期微動継続時間）、9ページ（マグニチュード）

理由：初期微動継続時間は、速いP波とおそいS波が届く時刻の差です。この差は、2つの波の速さと、震源からの距離で決まります。P波・S波の速さは、地震の規模によって変わるものではないので、距離が同じなら時刻の差も同じです。

マグニチュードが大きいと変わるのは、ゆれの大きさ（震度）と、強くゆれる範囲の広さです（下の「マグニチュードと震度のちがい」）。

標準震源から同じ距離にある地点で、マグニチュード5の地震と、マグニチュード7の地震の初期微動継続時間をくらべました。どうなりますか。

初期微動継続時間を決めるのは、震源からの距離です。マグニチュードではありません。

答え：ほぼ同じになる（震源からの距離が同じだから）

波の速さと、地震が発生した時刻の求め方

📄 プリント6ページ

音の速さと同じ「距離＝速さ×時間」を使います。波の速さの単位 km/s は「秒速○km」と読みます。上の表（地点A・B）の数で計算します。

① 波の速さ（2つの地点の差で）

S波も同じように、届いた時刻の差は 10時15分18秒−10時15分09秒＝9秒なので、36÷9＝4km/sです。

理由：発生時刻が分からなくても、2つの地点の差なら、その距離（36km）を進むのにかかった時間（6秒）が分かるからです。

② 発生時刻（時間をさかのぼる）

時刻の計算のこつ：たすときは、秒が60をこえたら1分くり上げます（10時15分50秒の15秒後 → 65秒 → 10時16分05秒）。ひくときは、分をそろえてからひきます（10時16分05秒−10時15分50秒 → 10時15分65秒−10時15分50秒＝15秒）。

分をまたぐ例：地点D（震源距離42km）にP波が8時30分02秒、地点E（84km）に8時30分09秒に届きました。P波の速さは (84−42)÷7＝6km/s。Dに届くまで 42÷6＝7秒。8時30分02秒を 8時29分62秒 と考えて、62−7＝55 → 発生は8時29分55秒です。

標準震源距離45kmの地点XにP波が9時41分59秒、震源距離90kmの地点YにP波が9時42分08秒に届きました。P波の速さと、地震が発生した時刻を求めなさい。

時刻の差：9時42分08秒を 9時41分68秒 と考えて、68−59＝9（秒）

P波の速さ：(90−45)÷9＝45÷9＝5（km/s）

Xに届くまでの時間：45÷5＝9（秒）。9時41分59秒の9秒前

答え：P波の速さ 5km/s、発生時刻 9時41分50秒

発展上の地震で、地点XにS波が9時42分05秒に届きました。S波の速さと、震源距離150kmの地点Zで主要動が始まる時刻を求めなさい。

Xに届くまでの時間：9時42分05秒を 9時41分65秒 と考えて、65−50＝15（秒）

S波の速さ：45÷15＝3（km/s）

Zに届くまで：150÷3＝50（秒）。9時41分50秒＋50秒＝9時41分100秒＝9時42分40秒

答え：S波の速さ 3km/s、主要動が始まるのは 9時42分40秒

緊急地震速報は、どうして大きなゆれの前に届く？

📄 プリント7ページ

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速報から主要動まで何秒？（P波 6km/s、S波 4km/s）：震源距離36kmの地震計が発生の6秒後にP波をとらえ、その2秒後（発生の8秒後）に速報を出しました。

• 72kmの地点：S波が届くのは 72÷4＝18秒後 → 速報の 18−8＝10秒後に主要動
• 24kmの地点：S波が届くのは 24÷4＝6秒後 → 速報（8秒後）より前に大きくゆれる

理由：震源に近い所では、P波とS波が届く時刻の差（初期微動継続時間）が小さいので、速報を出すまでの時間のうちにS波が届いてしまうことがあります。

標準P波は5km/s、S波は3km/sです。発生から10秒後に緊急地震速報が出ました。震源距離75kmの地点では、速報が出てから何秒後に主要動が始まりますか。また、震源距離15kmの地点で主要動が始まるのは、速報の前ですか、後ですか。

75kmの地点：75÷3＝25（秒後）にS波。25−10＝15（秒）

15kmの地点：15÷3＝5（秒後）にS波。速報（10秒後）より前

答え：75kmの地点は速報の15秒後、15kmの地点は速報の前

震度は何で決まる？ 10階級とゆれの感じ方

📄 プリント8ページ

同じ地震でも、震度は観測点ごとにちがいます。ふつうは震央から遠いほど小さくなりますが、図の左下のうめ立て地は、同じくらいの距離のまわりより大きくなっています。

理由：うめ立て地などのやわらかい地盤は、かたい岩盤の土地より大きくゆれやすいからです。水をふくんだ砂の地盤が、ゆれで液体のようになることを液状化といいます。

基本「立っていることが困難になる」ゆれの震度として正しいものを選びなさい。ア 震度4　イ 震度5弱　ウ 震度5強　エ 震度6弱

上の表で「立っていることが困難になる」は震度6弱です。

答え：エ

マグニチュードと震度のちがい

📄 プリント9ページ

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理由：マグニチュードが同じくらいでも、震源が深いと、いちばん近い地表（震央）でも震源から遠くなるので、最大震度は小さくなりやすくなります。マグニチュードが大きいからといって、どこでも震度が大きいわけではありません。

標準マグニチュードが3大きいと、地震のエネルギーは約何倍になりますか。

Mが1大きいと約32倍、2大きいと約1000倍です。3大きいと、約1000倍にさらに32倍をかけます。

式：1000×32＝32000

答え：約3万倍

日本付近のプレートと、震源の深さの分布

📄 プリント10ページ

出典：地図：Natural Earth　プレートの境目：Peter Bird (2003) のデータを Hugo Ahlenius が整えた tectonicplates（github.com/fraxen/tectonicplates）の情報を使用。Open Data Commons Attribution License 1.0 で公開

出典：地図：Natural Earth　プレートの境目：Peter Bird (2003) のデータを Hugo Ahlenius が整えた tectonicplates（github.com/fraxen/tectonicplates）の情報を使用。Open Data Commons Attribution License 1.0 で公開　震央：U.S. Geological Survey（USGS）の地震カタログ（earthquake.usgs.gov）

理由：海洋プレートは、大陸プレートより密度が大きい（重い）ので、大陸プレートの下へ沈みこみます。沈みこんだ海洋プレートは、太平洋側から日本海側へ向かってななめに深くなり、地震の震源もこのプレートにそって並ぶので、日本海側ほど深くなります。

理由プレートの境目（海溝など）で大きな地震が起こると、津波が起こりやすくなります。それはなぜですか。

「海底」と「海水が大きく動く」を入れて書きます。

答え：プレートの境目は海底にあり、大きな地震で海底が急にもち上がったり沈んだりして、海水が大きく動くから。

海溝型地震と津波：大きな地震が起こるしくみ

📄 プリント11ページ

しくみ：①海洋プレートが沈みこむ → ②2つのプレートの境目が引っかかって、大陸プレートの先が引きずりこまれ、ひずみがたまる → ③たえきれなくなると、ためこんだ力が一気に出て、大陸プレートの先がはね上がる。

津波は、海底で地震が起こり、海底が急にもち上がったり沈んだりして、海水が大きく動いて伝わる波です。プレートの境目（海溝など）は海底にあるので、境目で大きな地震が起こると、津波が起こりやすくなります。

例：2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震（M9.0・最大震度7・震源の深さ24km）は、太平洋プレートが沈みこむ所で起こった海溝型地震で、大きな津波が起こりました。

内陸型地震と活断層：海溝型地震とのくらべ

📄 プリント12ページ

例：1995年1月17日の兵庫県南部地震（M7.3・最大震度7・震源の深さ16km）は内陸型地震で、淡路島で断層が地表に現れました。

津波のおそれ：津波は海底が動いて起こるので、震央が海にあり、震源が浅く、規模の大きい地震は、津波のおそれがあります。震央が陸の地震や、震源がとても深い地震では、津波は起こりにくくなります。

標準次の3つの地震のうち、津波のおそれがいちばん大きいのはどれですか。ア 震央が陸・震源の深さ8km・M6.8　イ 震央が海・震源の深さ25km・M7.6　ウ 震央が海・震源の深さ380km・M7.4

「震央が海」「震源が浅い」「規模が大きい」の3つに全部当てはまるのはイだけです。アは震央が陸、ウは震源がとても深い地震です。

答え：イ

理由緊急地震速報で、大きなゆれ（主要動）が来る前にそなえられるのは、なぜですか。「P波」「S波」の語を使って書きなさい。

「P波をとらえて知らせる」と「S波はおそい」の2つを入れて書きます。

答え：P波がS波より速く伝わるので、P波をとらえてすぐ知らせれば、おそいS波（主要動）が届く前に知らせられるから。

まとめ

地震は、地下の岩盤がこわれてずれるときに起こり、震源（地下）の真上の地表の地点が震央です。速いP波が初期微動を、おそいS波が主要動を起こし、初期微動継続時間は震源距離にほぼ比例します（マグニチュードでは変わりません）。速さは「2つの地点の差で割る」、発生時刻は「時間＝距離÷速さ」でさかのぼって求めます。震度はゆれの大きさ（10階級）、マグニチュードは地震の規模です。日本付近では重い海洋プレートが沈みこみ、海溝型地震と内陸型地震が起こります。プリントの確認問題で、計算と記述を手を動かして練習してみてください。