理科ラボ

実験道具 / 中学1年 地学

地震のゆれの伝わり方

震源から3つの地点へ、P波とS波がどう伝わるかを見よう。地点の位置・震源の深さ・マグニチュードを変えると、初期微動継続時間やゆれの大きさが変わります。緊急地震速報のしくみも確かめられます。

使い方

3ステップ
  1. 地点と震源を決める地点A・B・Cの位置(震源は図のまん中)、マグニチュード、震源の深さをつまみで決めます。
  2. 地震を起こす「地震発生」を押すと、P波(青)とS波(赤)が広がり、各地点の地震計に波形が記録されます。
  3. 波形をくらべる各地点の P(初期微動の始まり)と S(主要動の始まり)の線、距離と「P-S時間差」をくらべよう。

全4ミッション。もちろん、自由に組み立ててもOK。

地震総合シミュレーター



地点A

地点B

地点C

やってみよう

ミッションに挑戦

上から順に進めると、少しずつわかるようになっています。「このミッションを始める」を押すと、ミッション用の条件にそろいます。地震を起こすのは自分で。

ミッション 1

ゆれは2回やってくる

地震を起こして、各地点の地震計の記録を見る。

  1. 「地震発生」を押そう。
  2. 震源から広がる2つの円(青=P波、赤=S波)の速さをくらべよう。
  3. 地震計の波形で、小さなゆれ(P のあと)と大きなゆれ(S のあと)はどの順に来た?

見るところP波とS波が届く順番と、それぞれのゆれの大きさ。

やってみたら開こう:わかること

地震のゆれは、はじめに小さなゆれ(初期微動)、あとから大きなゆれ(主要動)が来る。初期微動を起こすのが速いP波、主要動を起こすのがおそいS波。

ミッション 2

遠いほど何が変わる?

震源から遠い地点の、初期微動継続時間を調べる。

  1. 地点Cのつまみを右はし近くまで動かそう。
  2. 「地震発生」を押そう。
  3. 3つの地点の「距離」と「P-S時間差」を表にまとめよう。

見るところ震源からの距離と、P-S時間差(初期微動継続時間)の関係。

やってみたら開こう:わかること

P波とS波は同時に出発するが、速さがちがうので、遠い地点ほど到着の差(初期微動継続時間)が長くなる。初期微動継続時間は、震源からの距離にほぼ比例する。

ミッション 3

マグニチュードを大きくすると?

地震の規模を大きくして、ゆれの大きさをくらべる。

  1. まずマグニチュード5で「地震発生」を押し、波形を見ておこう。
  2. マグニチュードを7.5以上にして、もう一度「地震発生」を押そう。
  3. ゆれの大きさと、P波・S波の届く時刻は変わった?

見るところ波形のふれはば(ゆれの大きさ)と、P・Sの線の位置。

やってみたら開こう:わかること

マグニチュードは地震そのものの規模(エネルギーの大きさ)。マグニチュードが大きいほど、各地のゆれ(震度)は大きくなるが、P波・S波の速さや届く時刻は変わらない。

ミッション 4

緊急地震速報のしくみ

震源の近くの観測点Xで P波をとらえて、ほかの地点に知らせる。

  1. 観測点Xを表示して、震源の近く(まん中付近)に置こう。
  2. 「地震発生」を押そう。
  3. 各地点の波形で、「警」(速報が届いた時刻)と「S」(大きなゆれ)のどちらが先? 地点ごとにくらべよう。

見るところ速報が届く時刻と、主要動(S)が届く時刻の差。

やってみたら開こう:わかること

緊急地震速報は、震源の近くの観測点でP波をとらえ、S波(大きなゆれ)が届く前に知らせるしくみ。震源から遠い地点ほど、ゆれる前に速報が届く。震源のすぐ近くでは間に合わないこともある。

この道具でわかること

わかること
P波・S波P波は速く初期微動を、S波はおそく主要動を起こす
初期微動継続時間P波とS波の到着の差。震源からの距離にほぼ比例して長くなる
マグニチュード地震の規模。大きいほどゆれ(震度)が大きいが、波の速さは変わらない
緊急地震速報震源近くでP波をとらえ、S波が届く前に知らせる

この道具の距離や速さ(P波 8km/s・S波 4km/s)は、わかりやすくした設定です。

この実験道具は、現役の理科の先生が作ったシミュレーターを、作者の許可を得て理科ラボ向けに編集したものです。値や動きは学習用の模型で、実際の実験の結果と同じになるとは限りません。