地震

地震の震度とマグニチュードの違いとは?

地震は、いつ何時襲われるか分からない災害の1つです。特に日本では大小様々な規模の地震が発生しており、気象庁によって計測されています。

地震が起こると地震速報などで報じられますが、その際に「震度」と「マグニチュード」という言葉が聞かれると思います。

この「震度」や「マグニチュード」とは何なのか、その違いについて、こちらの記事で紹介します。

地震・震災の対策や津波発生時の注意点は?地震保険や南海トラフ巨大地震の想定被害も解説

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地震の震度、マグニチュードとは

地震が発生すると、速報で震度とマグニチュードが報じられます。それを元にどれほど大きな地震だったのか、どのような被害が出そうなのか予想することができます。

しかしこの震度とマグニチュードは表示されるものの、何を表しているのか、違いは何なのか明確に分からないと言う方もいらっしゃいます。

日本は地震大国として知られており、地震が行ったときの情報の見方はとても重要です。

震度、そしてマグニチュードがどのような情報なのか見ていきましょう。

震度とは

震度とは「地震(揺れ)の大きさ」を表します。

地震が起こると震源から初期微動(P波)と主要動(S波)が発生し、震源から同心円状に波が広がっていき、到達すると私たちは揺れを感じます。このとき、揺れを観測した場所がどれだけ揺れたかを表したのが震度です。

同心円状に地震の波は広がりますが、震源からの距離(半径)が同じだからといって同じ大きさの揺れになるわけではありません。地震は震源からの距離だけでなく地盤の揺れやすさなどで揺れの大きさは変わります。

現在の日本では各地に設置されている計測震度計で地震を計測し、震度0から7までの10階級で表します。

しかし1996年4月に計測震度計が設置されており、それ以前は体感やまわりの状況から気象庁の職員が震度を判断していました。

震度揺れなどの状況
震度0人は揺れを感じない
震度1屋内で静かにしている人の中には揺れをわずかに感じる人がいる
震度2屋内で静かにしている人の大半が揺れを感じる
震度3屋内にいる人のほとんどが揺れを感じる
震度4ほとんどの人が驚く
電灯などのつり下げ物は大きく揺れる
震度5弱大半の人が恐怖を覚え、物につかまりたいと感じる
棚にある食器類や本が落ちることがある
震度5強物につかまらないと歩くことが難しい
固定していない家具が倒れることがある
震度6弱立っていることが困難になる
壁のタイルや窓ガラスが破損し、落下することがある
震度6強はわないと動くことができず、飛ばされることもある
耐久性の低い木造建物は傾くものや、倒れる物が多くなる
震度7耐久性の高い木造建物も稀に傾くことがある
耐久性の低い鉄筋コンクリート造の建物では倒れる物が多くなる

MM震度階

震度はその国の建物の壊れやすさによって異なるため、日本と海外では異なります。

日本では上記の10階級(気象庁震度階級)を用いているのに対して、海外では主にMM震度階(モディファイド・メルカリ・スケール(改正メルカリ震度階))という12階級で表現します。

このMM震度階では体感や被害によって階級を決定しています。

MM震度階と気象庁震度階級は原理的に、計測震度計による観測とMM震度階による震度が得られていれば対応付けられます。

しかし現在はMM震度階が地震による被害に基づいているのに対して、気象庁震度階級は計測震度計を用いていること、海外と日本では建築様式が異なっていることなどから、対応付けは困難となっています。

マグニチュードとは

マグニチュードとは地震の規模(エネルギー)を表します。マグニチュードは1つの地震に対して1つしかありません。

震源から発生する地震波の形でエネルギーは放出され、そのエネルギーの大きさでマグニチュードの値が決まります。

基本的には大規模な地震ほど数字が大きくなりますが、マグニチュードが0.2大きい地震は約2倍、1.0大きい地震は32倍、2.0大きい地震は1,000倍ものエネルギーの違いが生まれます。

具体的にはマグニチュード(M)8.0の地震1つはM7の地震の約32個、M6の地震の約1000個分のエネルギーに相当します。

海外で起こった地震でもマグニチュードは概ね共通になります。ただしマグニチュードを算出する計算式や地震観測網が異なるため、同じ地震でも少し違うマグニチュードで発表される場合があります。

地震の大きさとマグニチュードの関係
地震の大きさマグニチュード
極微小地震M 1以下
微小地震M 1~3
小地震M 3~5
中地震M 5~7
大地震M 7以上
巨大地震M8クラス

モーメントマグニチュード

地震は地下にある岩盤がずれて起こります。そのため岩盤のずれの規模をもとにして計算したマグニチュードを「モーメントマグニチュード(Mw)」と言います。

マグニチュードそのものは地震計で観測される波の振幅から計算されますが、規模が起きい地震になると岩盤のずれの規模を正確に表せないため、物理的な意味が明確で大きな地震にも有効なモーメントマグニチュードを用います。

ただしモーメントマグニチュードは高性能な地震計のデータを使い、複雑な計算が必要であるため、地震発生直後に迅速に計算することは困難です。

マグニチュード自体も正確な値の計算には時間がかかり、発生直後は速報値や暫定値という表現で発表され、後日に更新されます。通常は地震が発生した翌日に更新されます。

震度とマグニチュードの違い

震度とマグニチュードそれぞれの説明は以上になりますが、表している内容が大きく異なることが分かりました。

震度は揺れの大きさであり、これは計測震度計によって各地の揺れを数値として計測して報じています。

揺れの大きさは震源からの距離や岩盤の揺れやすさによります。地震速報などで震度が市町村ごとに表示されるのは、場所によって揺れの大きさが違うためです。

それに対してマグニチュードは地震の規模なので、1つの地震に対して1つの値しかなく、どの場所で地震を観測しようとその地震の規模は変わりません。

マグニチュードと強い揺れの継続時間の関係

地震の強い揺れの継続時間、その地震の岩盤がずれる動き「断層運動」が継続する時間と同じです。M7クラスであれば約10秒間、M8クラスであれば約1分、M9クラスであれば約3分間継続します。

2011年に起こった東日本大震災(東北地方太平洋沖地震)では長く続いたところだと190秒程度も強い揺れが観測されています。

  • 震度とは「地震(揺れ)の大きさ」を表す
  • マグニチュードとは地震の規模(エネルギー)を表す
  • 震度は場所によって大きさが違うが、マグニチュードは地震の規模なので1つの地震に対して1つの値しかない
  • (出典:仙台管区気象台「震度とマグニチュード」)
    (出典:気象庁「震度・マグニチュード・地震情報について」)
    (出典:四国の防災・災害情報「マグニチュードと震度の違いは?」)

    過去に記録された大規模な地震

    日本は地震大国であり、過去に何度も大きな地震を計測してきました。
    1949年に気象庁が震度階級を震度0から震度7までの8段階に設定してから、様々な地震を記録しています。
    その中で大規模な地震を震度とマグニチュードに分けて紹介します。

    震度7を計測した地震

    1949年の計測開始以降、震度7を記録した地震は6回起こっています。

    初めて震度7が観測されたのは、1995年の兵庫県南部地震です。
    「阪神・淡路大震災」としては馴染があるでしょう。この地震が起こった1月17日が現在は「防災とボランティアの日」に指定されています。
    ただこのときは計測震度が導入されていないので、気象庁職員による体感での計測になりますが、非常に大きな被害が出たことは確かです。

    2回目の計測は2004年10月13日に起こった新潟県中越地震です。この地震はM6.8のエネルギーが算出されております。

    3回目は2011年に起こり、甚大な被害をもたらした東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)です。この地震では多くの死者や行方不明者をうみだしました。

    4回目と5回目は2016年に起こっています。それが4月14日と4月16日に起こった熊本地震です。
    先に起きた地震から2日後にさらに規模の大きい地震が発生しており、どちらの地震でも震度7を計測しました。

    そして6回目が2018年9月6日に起こった平成30年北海道胆振東部地震で記録しています。

    M8以上を計測した地震

    震度に関しては1949年以降の記録しかありませんが、マグニチュードに関しては計算によって求めるため、明治以降から今までの記録があります。この中からM8以上の規模の地震は7回ありました。

    明治以降での最も古いM8以上を記録した地震は、1891年10月28日に起こった濃尾地震です。この地震ではM8.0を記録しています。

    次が1896年6月15日に起こった明治三陸地震でM8.2、続いて1933年3月3日に起こった昭和三陸地震です。東日本大震災が起こったのも三陸沖であることから、過去にも大規模な地震が起こったことが分かります。

    4回目は1946年12月21日に起こった南海地震でM8.0を算出しています。

    5回目以降は1996年の計測震度導入以降ですが、2003年9月26日に起こった十勝沖地震でM8.0を計測しました。この地震での最大震度は6弱を記録しています。

    6回目が先ほども出てきた2011年3月11日の東北地方太平洋地震(東日本大震災)です。この地震では日本国内計測史上最大となるM9.0を記録しました。

    そして7回目は2015年5月30日に小笠原諸島西方沖で起こった地震でM8.1を計測しています。

    また、日本国内ではありませんが、1960年5月23日に起こったチリ地震ではM9.5を記録しました。これは世界史上最大マグニチュードを観測した地震です。

  • 日本で震度7を記録した地震は6回
  • 日本でM8以上の規模の地震は7回
  • 世界史上最大マグニチュードを観測した地震はチリ地震
  • (出典:気象庁「過去の地震津波災害」)
    (出典:気象庁「気象庁震度階の変遷と 震度階級関連解説表の比較」)
    (出典:気象庁「日本付近で発生した主な被害地震(平成8年以降)」,2019)

    震度とマグニチュードを理解して地震に備えよう

    日本に住んでいる以上、地震への備えは必須と言えます。それは防災袋を用意することや、避難経路・避難場所を知っておくことなども大切ですが、実際に地震が起こってしまったときに適切に避難するため、情報を整理することが必要です。

    その中には震度やマグニチュードの知識も1つの情報として正しく認識しておくことをおすすめします。

    南海トラフ地震の発生も予測されていることから、いつどのような地震が起こっても冷静に動けるようにしっかりと準備しておきましょう。

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