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【振動】地震について

 皆さんこんにちは。振動くんの独り言の投稿です。
本日は地震について投稿していきたいと思います。

 上の図は、過去世界で起きた地震の震央の図です。NASAのHPよりコピーさせて頂きました。地震の震央の分布にはっきりしたパターンがあるとのことです。

地震が起きるメカニズムについて

 皆さんは地震がどの様なしくみで発生しているかはご存知と思いますが、学術的には「プレートテクトニクス」という理論で発生していると言われています。

プレートテクトニクス

 この理論を簡単に説明すると、地球の表面は10数種類のプレート(地盤)で覆われていて、その地盤同士が擦りあう過程で生じる一種の「力のひずみ」から発生していると考えられます。

 上の図で、海洋プレートが大陸プレートに沈んで行く時に、一部は一緒に沈んで行きますが、どうしても一緒に沈んで行かない部分があります。この場所には大きな「ひずみ」が生じ、長い間に「ひずみ」が蓄積して行きます。そして、その「ひずみ」の力を解放するために「跳ね返し」を起こします。この「跳ね返し」が地震になる源です。

地震の跳ね返り

 竹や木片を曲げると元通りになろうとする力が働きます。これと同じ原理です。

跳ね返しが海中で起きると、大きな津波を生じます

 海洋プレート近くでこの跳ね返しが発生すると大きな力で海水が持ち上げられ「津波」になります。

地震の大きさを示す指標としてマグニチュードが用いられています

 地震が発生したときによく使われる表現が「マグニチュード」という単位です。このマグニチュードはエネルギーを表す単位で、「震度」とは異なっています。

 マグニチュードの定義は、地震が発生している場所の真上(これを地震の中心の真上と言う意味で震央と呼びます)から100km離れた位置において、固有振動数が0.8Hzの横振幅を測る振動計で測った振幅(単位はμm:ミクロンメータ)の常用対数と定められています。
 マグニチュードの値が1つ違うとエネルギーの大きさは約32倍程度違うことを覚えておくとよいでしょう。
 一方、震度は気象協会が定めた値で、gal(ガル:重力加速度の1Gは約980ガル)で表現されます。震度が大きくなるほどガル数は大きくなり、地震の強さも大きくなります。

震度と加速度の関係

地震計は5Hzの周波数で校正されている

 地震の強さを測定する地震計については、日本の工業規格であるJISで定められていますが、特に地震波を検知する方向に対しても規格があります。

 JIS-C1510に地震計の周波数特性が記載されていますので、その概要を以下の図で示します。

地震計の特性

 水平方向と垂直方向の2つの特性が規定されています。水平方向はX方向とY方向の平面2軸に対する規定です。自分が立っている場所の前後左右の揺れに対する感度を規定しているものです。鉛直方向は上下方向の揺れに対する感度を規定しています。

なぜ上下方向は5Hzで校正されているのか

 上記の質問に対して明確な回答をだせる人はあまりいませんが、これは人間の身体と密接な関係があります。

 理由を先に述べますと、人体には5臓六腑という器官があることはご存知と思いますが、その中で六腑が感じる(共振する)周波数が5Hzという説が有力です。

 皆さんも乗り物酔いの経験はあると思いますが、乗り物酔いは「動揺病」とも呼ばれ、からだの平衡感覚をつかさどっている内耳(三半規管や耳石器)からの情報と、目や体から受けた情報が異なるため、脳が混乱し、自律神経系が病的反応を起こし、めまいや吐き気・嘔吐などの症状が現れる現象です。
 車やバス、電車、船などの乗り物の揺れは、不規則な加速・減速の反復情報を内耳(三半規管や耳石器)で処理され脳へ伝達されます。一方目または体から受けた情報も脳に伝わるため、異なった情報として処理されると自律神経系が病的反応を起こしてしまいます。


 地震が発生した場合、通常の動きと異なる動きをからだ全体(特に胃や大腸などの腑)が受け、目で見た感覚と身体が受けた感覚が異なるため、船酔いのような感覚を受けるとも言われています。

 この様に、人体が感じやすい周波数を用いて地震計は校正をされています。

人類は地震から逃れられない

 上の表現は少し否定的ですが、私達が住んでいる場所は、マントルの上に位置しています。地球は誕生以来長い歴史の中で、常に変化している天体で、地殻変動をしながら成長している天体です。地球上のどの場所においても、地殻変動は起こっていますので、地震から逃れることはできないということです。

 科学が発達して、いつ、どこで、どのくらいの地震が発生するという予知技術が確立されれば、安心して生活できる様な気がします。

地震があったら、身の安全を最優先に

 地震が発生した場合、速報で知らせてくれるシステムがあります。この知らせを基に、身の安全を優先にすることが一番重要かと思います。

 まずは、火災にならない様に火の元をしっかり始末して下さい。そして安全な場所へ避難するようにしましょう。

本日の投稿は以上です。
閲覧頂きましてありがとうございます。
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次回の投稿をお楽しみに!


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