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地震(じしん)とは、普段は固く密着している地下の地盤や岩盤が、一定の部分を境目にして、急にずれ動くこと。また、それによって引き起こされる地面の振動。正確には、前者を「地震(じしん)」と呼び、後者を「地震動(じしんどう)」という。一般にはどちらも地震と呼ぶ。通常は地震というと地震動を意味することが多い。

月で発生する地震は月震と呼ばれる。

◆ 概要

地震は、地下の地盤や岩盤のずれ(断層)が生じることで発生する。断層のずれによって生じた振動は地中を伝播し、地表でも揺れ(地震動)を生じる。断層は、地下でずれ動くだけで地表に現れないことが多いが、大きな地震の時には地表にも現れることがある。

また、地下で断層が動いた時、最初に動いた地点(地震波の発生源)を震源と呼び、地上における震源の真上の地点を震央と呼ぶ。テレビや新聞などで一般的に使用される震源図は震央の位置を示している。一度の地震では、震源だけではなく震源の周囲数m〜数百kmの地盤でずれが発生する。このずれの範囲を震源域と呼ぶ。

地震により発生する振動波を地震波と呼ぶ。地震波には、岩盤中を伝わる「実体波」(P波・S波)と、地表を伝わる「表面波」(レイリー波・ラブ波)がある。大きな地震動はしばしば建造物を破壊させるなどの災害の要因となる。また海域で発生する大規模な地震は津波を発生させることがある。そのため、各国の行政機関や大学等によって地震の発生状況が日々監視されている。被害を引き起こすような揺れのもとは主にS波だが、P波、レイリー波、ラブ波も振幅や周期によっては被害を引き起こすような揺れとなる。

規模の大きな地震は、本震の他に前震・余震を伴うことがある。本震の前に起こるものが前震、後に起こるものが余震である。ただし、本震の区別が容易でない地震もあり、断層のずれの程度や前後に起こる地震の経過、断層の過去の活動などを考慮して判断される。余震の発生する範囲は、震源域とほぼ重なる。

大半の地震は1回の岩盤のずれのみで終わることは無い。規模が大きな地震であるほど、本震の後に起こる余震の回数・規模が大きくなる。この余震の経過を示す法則には大森房吉が発見した「余震の大森公式」を改良したものがある。

地震の規模を表現する指標は主に2つある。震度は地表の各地点での揺れの大きさを表す指標で、マグニチュード (M) は地震が持つエネルギーの量を表す指標である。

マグマの上昇などによって起こる火山内部を震源とする地震を火山性地震、爆薬などにより引き起こされる震動をと呼ぶ場合がある。人工地震に対し、自然に発生する地震を自然地震と呼ぶ。震度や地震波の規模が小さい割に、大きな津波が起こる地震を津波地震という。また、多数の地震が長期間にわたって集中して発生するような場合は、群発地震と呼ぶ。

◆ メカニズム

地球の表層はプレートと呼ばれる硬い板のような部分でできており、そのプレートは移動し、プレート同士で押し合いを続けている(プレートテクトニクス)。そのため、プレート内部やプレート間の境界部には、力が加わり歪みが蓄積している。この歪みが限界を越えたとき、岩盤内部の一点から破壊が始まり、急激に岩盤がずれて歪みを開放し始める。そして、これが地震の始まりである。そしてこの点が震源であり、破壊されてずれた部分が断層となる。このずれた部分は、地震波を解析する段階では便宜的に平面(断層面または破壊面と呼ぶ)と仮定し、断層面の向き(走向)や断層面の鉛直方向に対する角度(傾斜)、震源の位置、地震の規模などを推定する。震源断層が曲がったり複数あったりする場合は、後の解析や余震の解析により推定される。

震源で始まった岩盤の破壊範囲は、多くの場合秒速2〜3kmで拡大し、破壊された岩盤は、速いときで秒速数mでずれを拡大させていく。

;実際の例として、

:*1923年大正関東地震では神奈川県秦野市の直下約15kmの所から破壊が始まり、破壊は放射状に伝播して40〜50秒で房総半島の端にまで至り、長さ130km、幅70kmの断層面を形成し、小田原市〜秦野市の地下と三浦半島の地下で特に大きなずれを生じ、約8秒で7〜8mずれた。

:*1995年兵庫県南部地震では、明石海峡の地下17kmで始まった破壊は、北東の神戸市の地下から、南西の淡路島中部にまで拡大し、約13秒で長さ40km幅10kmの断層面を形成した。

このようにして破壊が終結すると、一つの地震が終わることになる。この断層面の広さとずれの大きさは、地震の規模と関連している。多くの場合、断層面が広くずれが大きくなれば大地震となり、逆に小さな地震では破壊は小規模である。こうして一つの地震が終結しても、大地震の場合は断層面にはまだ破壊されずに残っていて、歪みをため込んでいる部分がある。それらの岩盤も次第に破壊が進む。それが余震である。一方で、前震の発生のメカニズムについては、本震を誘発するものだという説、本震に先駆けて起こる小規模な破壊だという説などがあるが、はっきりと解明されていない。

本震の後に余震が多数発生する「本震 - 余震型」や、それに加えて前震も発生する「前震 - 本震 - 余震型」の場合は、地震を起こす力となる応力が一気に掛かって発生すると考えられている。一方で群発地震の場合は、応力が長期間徐々に掛かって地震が多数発生すると考えられている(水やマグマなどが原因とする説もある)[外部リンク] 群発地震発生のメカニズムを解明 産業技術総合研究所、2002年9月5日。

◆ 地震の規模と揺れの指標

◇ マグニチュード

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