物理学では、エネルギーは常に波で伝わることが分かっています。 すべての波には、クレストと呼ばれる高いところと、トラフと呼ばれる低いところがある。 中心線から頂上までの波の高さがその振幅である。 クレストからクレスト（またはトラフからトラフ）までの波の間の距離がその波長です。
地震からのエネルギーは地震波で伝わり、それは「プレートテクトニクス」の章で説明されました。 地震波の研究は、地震学として知られています。 地震学者は地震波を使って、地震について学び、また地球の内部について学びます。 プレートテクトニクス」で説明した 2 種類の地震波、P 波と S 波は、地球という固体の中を動くので、本体波と呼ばれ ています。 P波は、固体、液体、気体の中を進みます。 S波は固体の中を進むだけです。 表面波は、震源地から外側に向かって、地盤に沿って伝わる波です。 表面波は、すべての地震波の中で最も遅く、1秒間に2.5kmの速度で伝わります。
マグニチュードの測定
地震計は地震波を記録したものです。 過去1世紀にわたり、科学者は地震の強さを測定するいくつかの方法を開発してきました。 現在受け入れられている方法は、地震によって放出されたエネルギーの総量を測定する、モーメント・マグニチュード尺度です。 現時点では、地震学者は地震を予測するための信頼できる方法を発見していません。地震計は、受信した地震波のグラフのような表現を作成し、地震図にそれを記録します。 地震計は、受信した地震波をグラフにして記録します。地震計には、地震の強さ、長さ、距離などの情報が記録されており、これをもとに地震を予測することができます。 現代の地震計は、電子式地震計を使って地震動を記録しています。
地震計が P 波と表面波を記録し、S 波を記録しない場合、これらの波は地球の液体コアを通過できないため、地震計は地震から地球の反対側にあったことになります。 震源を特定するためには、まず3台の地震計から震源までの距離を測定する必要があります。 P波とS波の到達時間が長いほど、震源地が遠いことを意味します。 ですから、P波とS波の到達時間の差から、震源地と地震計の距離が決まります。 このアニメーションは、P波、S波、表面波を使って距離を決定する方法を示しています。
次に科学者は、その地震計の震源からの距離と同じ半径の円を描きます。 震源地はその円周上のどこかにある。 これを3カ所で行います。 2つの地震計のデータを使うと、2つの円は2点で交差することになります。 3つ目の円は、他の2つの円を1点で交差させます。 この点が震源地となる。 何十年もの間、この方法は役に立ちましたが、現在ではデジタル計算に取って代わられています。
地震を測る
人々は常に地震の規模や被害を定量化しようと試みてきた。 20世紀初頭から、3つの方法があります。最も古いのはメルカリ震度計と呼ばれるものです。 地震は、近隣の住民が感じたことや、近隣の構造物に生じた損害という観点から説明される。 このスケールは、地震によって放出された実際のエネルギーではなく、視覚的な被害に基づいているため、より定性的な情報である。 今日でもこれらの地図は重要で、さまざまな地震観測所が地表の被害状況を示す震動マップを作成します。地震観測所の発明とともに、リヒター・マグニチュード・スケールが生まれました。 1935年にチャールズ・リヒターによって開発されたこのスケールは、地震計を使用して、地震によって放出されるエネルギーの最大の衝撃の大きさを測定する。 現在では、リヒタースケールに代わって、モーメントマグニチュードが用いられています。 モーメント・マグニチュードは、地震によって放出されるエネルギーの総量を測定するものです。 モーメントマグニチュードは、断層が破壊された面積と、地面が断層に沿って移動した距離から計算されます。リヒタースケールとモーメントマグニチュードスケールは対数です。 最大波の振幅は、ある整数から次の整数まで10倍になります。 1つの整数が増加すると、30倍のエネルギーが放出されたことを意味します。 マグニチュード5の地震の最大の地震波の振幅は、マグニチュード4の地震の最大の地震波と比べてどうなのでしょうか？ マグニチュード3の地震と比較するとどうでしょうか？ マグニチュード5の地震の最大波の振幅は、マグニチュード4の地震の10倍、マグニチュード3の地震の100倍です。 前述したように、メルカリ震度は、誰かがどれだけの被害を受けるかを基準にしています。 しかし、これは相対的なものです。というのも、場所によっては、強い建築基準法があり、その下の岩石材料は、焦点で放出されるエネルギーを変えずに、地面の揺れに影響を与えるからです。 リヒタースケールでは、1回の鋭い揺れは、より多くのエネルギーを放出する非常に長い激しい地震よりも高く測定されます。 モーメント・マグニチュードは、放出されるエネルギーと引き起こされる被害をより正確に反映します。 現在では、ほとんどの地震学者がモーメントマグニチュードスケールを使用しています。