高校地学基礎・地学

📈地学㉚:走時曲線の作成

🧭単元の目的

地震観測所が記録したP波・S波の到達時刻の差(S-P時間)から、震源距離を求めるために使うのが走時曲線

この単元では、実際に地震記録をもとに走時曲線を描き、活用する方法を学びます。

🌍1. 地震波の基礎知識

💡P波(Primary wave)

💡S波(Secondary wave)

🔁S-P時間(P波到達とS波到達の時間差)

📏2. 走時曲線の描き方

✍️準備するデータ

観測点震源距離(km)P波到達時間(s)S波到達時間(s)
A1002038
B2004076
C30060114
…など、既知の震源距離と到達時間を複数用意

📉描き方手順

1. 横軸に「震源距離(km)」、縦軸に「到達時間(秒)」のグラフを用意

2. P波の点・S波の点をプロット

3. 各系列を滑らかに結び、「P波走時曲線」「S波走時曲線」の2本を作成

🧮震源距離の求め方(走時曲線から逆算)

1. 未知の観測点のS-P時間を測定(例:18秒)

2. 走時曲線上でSとPの間が「18秒」差になる点を探す

3. その時の横軸の値(=震源距離)を読み取る

📌3. 実践:走時曲線から震源距離を求める

例題:S-P時間が24秒の地点がある。震源距離はどれくらいか?

解法手順:

1. 走時曲線を参照

2. S波とP波の差が24秒になる震源距離を探す

3. 仮にその点が「約260 km」なら、答え:260 km

※この方法は震源決定の初期ステップでもあり、複数地点の震源距離から震源の位置を三角測量で求める。

🎯走時曲線のポイント整理

ポイント説明
S-P時間は震源距離の指標になる長くなるほど震源から遠い
P波とS波の到達時間から走時曲線を作成実験・実測値から描くことが重要
曲線を使って未知地点の震源距離が求められる読み取り精度がカギ

✅受験チェックポイント

📌 P波とS波の違い(性質・速度・伝わり方)

📌 走時曲線の縦軸・横軸の意味

📌 S-P時間と震源距離の関係

📌 グラフから震源距離を読み取る手順

📌 三角測量による震源の特定

🧪発展:P波・S波の速度の概算値

波の種類地殻中の平均速度
P波約6 km/s
S波約3.5 km/s

これを使って、S-P時間から震源距離を近似的に計算可能:

\[\text{震源距離} ≒ \frac{(v_P \cdot v_S)}{(v_P - v_S)} \times (S - P)\]

(実際の使用では走時曲線の方が簡便)