地球を貫く · QuakeLab

地震が来た

地下で岩盤が急に破壊された場所を震源、その真上の地表を震央といいます。震源から震央までの距離が震源の深さです。

マグニチュードは地震が放出したエネルギーの大きさで、1 回の地震に 1 つだけです。震度は地面の揺れや被害の程度で、同じ地震でも場所によって違います。

震源の深さとマグニチュードを決めて「地震を起こす」を押し、地表を何回かクリックして町を置き、震度を見てみましょう。

縦波と横波

地震が起こると、震源から 2 種類の実体波が同時に出ます。縦波（P 波）はばねを押し引きするように、粒子が進行方向に前後に振動します。横波（S 波）はロープを揺らすように、粒子が進行方向と垂直に振動します。

どちらが先に着くか予想してから、断面の縁か地表をクリックして観測点を置き、再生して記録ドラムでどちらが先に動くか見ましょう。

3 観測点による震源決定

どこかで地震が起きましたが、震央はわかりません。地震計は 3 台です。

地図上に 3 つの観測点を置き、「記録」を押します。各記録で P 波と S 波の到着時刻をクリックすると、S−P 時間に 8.4 km/s を掛けた値が観測点から震源までの距離です。観測点を中心に円を描くと、3 つの円の交点が震央です。

シャドーゾーンの謎

1914 年、グーテンベルクは、震央から 104° より遠い観測点には S 波が届かず、104°–143° では P 波さえほとんど届かないことに気づきました。この帯をシャドーゾーンといいます。

いろいろな距離に観測点を置き、走時グラフが埋まっていくのを見ましょう。次に右の「仮説」を切り替えて、仮説の地球と実際の記録を比べます。

地球を切り開く

地震波の速さが急に変わることから、地球内部には特に重要な 2 つの不連続面があります。モホ面（大陸の下で平均約 33 km）とグーテンベルク不連続面（約 2900 km）です。これらを境に、地球は地殻、マントル、核に分かれます。核はさらに約 5150 km の境界で液体の外核と固体の内核に分かれます。

右の速度断面の深さカーソルをドラッグして 3 つの境界を見つけ、断面の層をクリックして標本カードを開きましょう。

チャレンジ：未知の惑星

探査機が 4 つの未知の惑星に地震計を降ろしました。内部は覆われていて、見えるのは地表の波と観測点の記録だけです。

各惑星に観測点は最大 6 つ。どこに S 波が届くか、どこにシャドーゾーンがあるか、その中に弱い P 波があるかから内部のつくりを判断し、液体の核の大きさを見積もりましょう。