3分で簡単初期微動と主要動！初期微動継続時間とは？現役理系学生ライターがわかりやすく解説

ライター／通りすがりのペンギン船長

現役理系大学生。エネルギー工学、環境工学を専攻している。これらの学問への興味は人一倍強い。土壌、生態系、気象、地球温暖化について学んだこともある。

初期微動と主要動について学ぼう！

初期微動および主要動という概念は、地震学の基礎知識の1つです。地震学と聞くと難しそうな印象を抱いてしまうかもしれませんが、この概念は中学校の理科の授業で勉強する内容ですよ。みなさんの中にも、初期微動や主要動という言葉を聞いたことがあるという方がおられでしょう。もちろん、この記事はこれらの言葉をはじめて聞いた方でも簡単に理解できるような説明をしていますので、安心してくださいね。

記事の前半部分では、初期微動および主要動という言葉がそれぞれ持つ意味やそれらの正体について詳しく解説します。また、これらの言葉と関わりが深い『初期微動継続時間』という用語の意味も説明しますね。そのあとは、初期微動や主要動といった地震のメカニズムを利用した科学技術である緊急地震速報についても説明しますよ。それでは解説をはじめます。

初期微動と主要動の違い

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一般的な地震で観測される揺れは、上に示した図のようになることが知られていますよ。このようなグラフは地震計によって記録されています。横軸は時間の経過、縦軸は地面の変位を表していますよ。地面の変位というのは、地面が元あった位置からどの程度ずれたかを表しています。

このグラフを読み取ると、地震は高周波で小刻みな揺れから始まって、その後に低周波で大きな揺れに移行することがわかりますよね。そして、これらの揺れにはそれぞれ名前がつけられていますよ。最初の小さな揺れを初期微動、後の大きな揺れを主要動と呼びます。私たちが体で揺れを感じるのは主要動です。初期微動は人間には感じられませんが、猫などの動物は初期微動も感知することができるようですよ。

また、初期微動が継続する時間のことを初期微動継続時間といいますよ。初期微動継続時間は、観測地点が震源から遠いほど長くなることが知られています。この性質を利用して、震源の正確な位置や地震発生時刻が計算されているのです。

初期微動の正体

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地震は、震源から観測点まで波として伝わってきます。初期微動の原因となる小刻みに揺れる波は、P波と呼ばれていますよ。P波の伝達速度は非常に速いことが知られています。ちなみにP波のPは『プライマリー』を意味していますよ。プライマリーは、『最初の』という意味をもっています。

また、P波は縦波です。縦波とは、進行方向と揺れ（変位）の方向が平行な波のことをさします。P波以外に、空気中や水中を音も縦波であることが知られていますよ。

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主要動の正体

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主要動の正体はS波です。一般的に、S波の観測地点への到達時刻は、P波よりも遅くなります。つまり、S波の伝達速度はP波よりも小さいのです。これが初期微動継続時間が生じる理由ですよ。S波のSは『セカンド』を意味します。

また、S波が伝達する様子についても確認しておきましょう。S波は、進行方向と揺れ（変位）の方向が垂直になることが知られています。このような波は横波に分類されますよ。S波以外の横波には、光や電波などの電磁波、水面波などが挙げられます。

緊急地震速報とは？

ここまでは、初期微動と主要動についての基本的な知識を学んできました。以下では、初期微動と主要動の性質を利用した科学技術について説明していきますよ。今回説明する技術は『緊急地震速報』ですよ。この技術の名前も多くの方が耳にしたことがあるかと思います。

このような具体例を学ぶことで、先ほど学んだ基礎知識に対する理解もより本質的なものになるでしょう。初期微動と主要動の特徴をそれぞれ思い出しながら、残りの記事を読み進めてみてくださいね。

緊急地震速報の仕組み

Earthquake_Early_Warning_(Japan).jpg: Genppy derivative work: Denelson83 - このファイルの派生元: Earthquake Early Warning (Japan).jpg: , CC 表示-継承 3.0, リンクによる

緊急地震速報は、主要動が到達する前に、地震で被災するであろう地域の人々に地震が来ることを通知するシステムのことです。大きな揺れが来る前に、テレビ・ラジオなどを通して、警告を行うのですね。緊急地震速報は、主要動よりも早く観測場所に到着する初期微動を感知して、数秒後に主要動がやってくることを判断するのです。

緊急地震速報によって、人々は事前に地震から身を守る行動を取ることができますよね。緊急地震速報が発出されてから地震が実際に到達するまで、長い場合であると数秒以上かかります。数秒の間に、火を消すこと、電気のブレーカーを落とすこと、机などの下に身を置くことなどができますよね。

このような行動によって、地震による直接的な死傷者を減らすことができるのはもちろんのことですが、副次的に発生する火災などの被害を抑えることもできます。地震が多い国である日本では、緊急地震速報のようなシステムは非常に役に立ちますよね。また、このようなシステムの研究開発は、地震予知に関する知見も増やすことができると考えられていますよ。

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緊急地震速報の改善点

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緊急地震速報は非常に画期的なシステムですが、いくつかの改善点が存在しています。緊急地震速報は非常に揺れの小さい初期微動を感知することで警告を発する仕組みですが、初期微動の揺れはあまりにも微弱なので誤認識してしまうことがあるのです。実際、緊急地震速報の誤報は何度かありました。このようなことがあれば、人々がパニックに陥ってしまい、何らかの事故が起きてしまうことがあるかもしれません。

また、初期微動継続時間が短く、初期微動と主要動がほぼ同時に到達する直下型地震では、緊急地震速報が発令される前に大きな揺れがやってきます。以上のようなことから、緊急地震速報のシステムは完璧なものではないことがわかりますよね。どのような科学技術もいくつかの欠点を抱えながらも、改善を繰り返して、より良いものになっていきます。緊急地震速報も進化を続けることでしょう。