マグニチュードって何？

マグニチュードの歴史

地震の規模を示す「マグニチュード」が考案されたのは1935年のアメリカです。地震学者のチャールズ・リヒターが計算式を考えたのですが、これはカリフォルニア州付近の地震に対応できるものです。その後も様々なマグニチュードが考案され、表面波マグニチュード(Ms)やモーメントマグニチュード(Mw)など現在でも使われているものもあります。特にMwは1977年にカリフォルニア工科大学の金森教授によって考案されたもので、岩盤のずれた量と範囲から計算し、地震によって放出されたエネルギーを最も正確に表すものとされます。

何を意味する数字なのか

震源・光源とワット数=マグニチュード、震度・小のイメージ図

地震情報では「震度」も重要になります。マグニチュードと似た数字になりますが、両者は全く違います。よく例えられるものに、マグニチュードは電球の明るさ、震度はそれによる場所ごとの明るさというものがあります。明るさ40W(ワット)とか100Wに相当するものがマグニチュードです。電球から離れれば暗くなりますが、これは震度に相当するものとなります。ですので、マグニチュードは地震1つあたり1つ、震度は観測地点の数だけ存在します。ちなみにマグニチュードは地震観測点(震度観測点ではないです)ごとに求めます。気象庁の場合、いくつかの観測点の地震計の波形を基にマグニチュードを求め、それを平均します。「マグニチュードは1つ」の大原則に反しているように見えますが、求め方の話だけで値はひとつに違いありません。

1増えると約30倍のエネルギー

マグニチュードの数値と地震エネルギーは対数関係になります。数値が1大きくなるとエネルギーは約32倍、2大きくなると1000倍となります。例えばM7.0の地震はM5.0の1,000個分、M4.0の約32,000個分にもなります。小さい地震がたくさん起きれば大地震のエネルギーを解放できるような気がしますが、実際は小さい地震がいくら起きても大地震1個にはかないません。また、大きな地震は頻度が小さく、小さな地震は多いという特徴があります。地域差が若干あるもののマグニチュードが1大きくなると頻度はおおよそ10分の1になります。地球規模で平均するとM8クラスは年1回程度、M7クラスは年10～15回程度起きています。

どの規模まで起こりうる？

2011年3月の東北地方太平洋沖地震まで、日本付近でM9クラスの地震が起きることはまったくの想定外でした。この地震後、プレート境界型の地震についてはそれまでの経験よりも大きな地震が起こりうるという考えが定着しました。例えば、南海トラフ地震や千島海溝地震は最大がM9クラスと見直されました。では地震の規模はM9クラスにとどまるのか。これは誰にもわかりません。それを前提に、2013年に東北大の松澤暢教授の考察が発表されています。様々なシナリオを立ててみると例えば「日本海溝から千島・カムチャツカ海溝までの3,000kmのプレート境界が60m滑ればMw10.0となる」「長さ5,300kmのペルー・チリ海溝が60m滑ればMw10.3となる」となります。ただ、これほどの超々巨大地震が万が一起きうるとしてもその頻度は極めて小さいといえます。その前にM8クラス、9クラスの地震が起きてくることになりますので、結局のところ巨大地震に対する備えは欠かせません。

余談

マグニチュードあれこれ－地球上最も大きな地震1960年5月22日のチリ地震でMw9.5－最も小さなMによる有感地震(国内)2002年1月22日にM0.2の地震により伊豆大島で震度1を観測－最も小さなMによる津波の発生(日本付近)2018年5月6日の鳥島近海の地震(M5.7)により八丈島で0.3mの津波

執筆　ウェザーニューズ　山口剛央