くらい へやで、でんきゅうを つけたと します。でんきゅうが おおきく あかるいほど、へやは あかるく なります。でも、でんきゅうから とおい すみは、くらく 見えます。

きしょうちょうの せつめいでは、マグニチュードが でんきゅうの あかるさです。地震じしんの 規模きぼを あらわします。震度しんどは、自分の いる ばしょでの あかるさです。その ばしょの 地面が、どれくらい つよく ゆれたかを あらわします［1］。

だから、マグニチュードが 同じでも、震度しんどは ばしょごとに かわります。ゆれを かえる ことは、おもに ４つ あります。震源しんげんまでの とおさ、震源しんげんの ふかさ、地面の やわらかさ、そして 建物たてものの つくりです。

ところで、マグニチュードは １ふえると、ちからが やく32ばいに なります。２ふえると やく1000ばいです。ただし、これは 地震じしんの ちからの はなしで、ゆれの 強さが 32ばいに なる という いみでは ありません。

マグニチュードと震度は、よく混ざって使われます。地震調査研究推進本部の用語集では、マグニチュードは、揺れを引き起こした原因（震源）そのものの規模を表す量です［6］。いっぽう震度は、ある場所の地面がどれだけ強く揺れたかを表します［1］。

気象庁は、この関係を電球にたとえています。マグニチュードは電球そのものの明るさ、震度は部屋の中の、ある場所での明るさです。電球が明るくても、遠い場所は暗くなります［1］。同じマグニチュードの地震が、場所ごとに別の震度を生むのは、このためです。

マグニチュードの数字そのものにも注意が要ります。1大きくなるとエネルギーは約32倍、2大きくなると約1000倍です［1］。32を2回かけると1024なので、「約1000倍」は、この計算とも合います。ただし、これは地震が出すエネルギーの話で、揺れの強さが32倍になるという意味ではありません。

揺れと被害を変えるのは、震源からの距離と深さ、地盤、建物の揺れやすさです。同じ町の中でも、地盤のちがいで震度が変わることがあります。ひとつずつ、見ていきましょう。まずは、いちばん分かりやすい距離と深さです。

マグニチュードは、地面の揺れを引き起こした原因である震源そのものの規模を表す量である［6］。これに対して震度は、観測された場所での地面の揺れの強さである。気象庁は両者の関係を、マグニチュードを電球の明るさ、震度を各地点の明るさにたとえ、電球が明るくても遠い場所では暗くなると説明する［1］。

マグニチュードの目盛りは対数的で、1大きくなるとエネルギーは約32倍、2大きくなると約1000倍になる［1］。32の2乗は1024なので、後者の数字は前者から検算できる。ただし、これは震源で放出されるエネルギーの比であり、地表の揺れの比ではない。揺れは、このあと見る途中の条件で変わる。

米国地質調査所（USGS）も、被害が出るマグニチュードの下限を問われたとき、距離、地盤の種類、建物の構造などの変数に依存すると答えている［9］。つまり、マグニチュードだけでは被害は決まらない。本記事の答えを先に述べれば、距離と深さによる減衰、地盤による差、建物ごとの揺れ方の違いが、同じ規模の地震を異なる被害に分ける。順に検討する。最初は、最も単純な距離と深さである。

こえは、はなれるほど 小さく きこえます。地震じしんの ゆれも おなじです。震源しんげんから とおい ところでは、マグニチュードが 大きくても、震度しんどは 小さく なります［1］。

もう ひとつは、震源しんげんの ふかさです。アメリカの 調べでは、地下500キロメートルで おきた 地震じしんの ゆれは、同じ 地震じしんが 地下20キロメートルで おきた ときより、ずっと 小さく なります［2］。

地面の 上に いる 人から 見ると、震源しんげんが ふかいほど、ゆれの もとから はなれて いるからです。ただし、ふかさと 距離きょりだけで すべてが きまる わけでは ありません。ゆれを 長く つたえる 波も あるからです。

電球の例のように、揺れは一般に震源から離れるほど弱まります。ただし、地震波の伝わり方や地盤によって例外もあります。マグニチュードが大きくても、震源から遠い場所の震度は小さくなります［1］。

震源の深さも、揺れの強さに関わります。USGSの説明では、深さ500kmで起きた地震の地表での揺れは、同じ地震が深さ20kmで起きた場合よりも、かなり小さくなります［2］。深い震源ほど、地表までの道のりが長くなるためです。この資料に倍率の数字はないので、「何分の1」とは言えません。

ところが、距離が遠いのに、あまり弱くならない揺れもあります。地震調査研究推進本部は、周期の長い波（ゆっくり大きく揺れる波）は、短い周期の波にくらべて弱まりにくく、海のうねりのように、震源から遠くてもあまり弱くならずに伝わると説明しています［7］。

遠くまで届く、ゆっくりした波に反応するのは、どんな建物でしょうか。それを考える前に、同じ町の中でも揺れがちがう理由を見ます。

揺れが一般に距離とともに弱まることは、気象庁が電球の例で示している［1］。深さについては、USGSが、深さ500kmの地震の地表での揺れの強さは、同じ地震が深さ20kmで起きた場合よりかなり小さくなると述べる［2］。ただし、この資料は倍率を示していないため、減衰の度合いを数字で言うことはできない。

ただし、長周期の波は遠くまで届きやすい。地震動は、揺れの強さ（振幅特性）、揺れの素早さ（周期特性）、揺れの続く長さ（経時特性）という三つの特性で捉えられる［7］。このうち周期の長い波は減衰しにくく、震源から遠くても、あまり弱くならずに伝わる［7］。そのため、距離が離れているほど弱いという直観は、強さ（振幅）には当てはまっても、長周期の波については弱い近似になる。

距離と深さは、震源と地表をつなぐ経路の条件である。しかし同じ距離でも、足もとの地面の性質で震度が変わるという報告がある。次にそれを見る。

きしょうちょうに よると、同じ 市町村、同じ 地いきの 中でも、場所に よって 震度しんどが ちがう ことが あります［1］。

わけは、足もとの じばんです。かたい 岩の ところと、やわらかい 土が つもった ところでは、震源しんげんからの 距離きょりが ほとんど 同じでも、震度しんどに さが 出る ことが あります［1］。地面の 上の かたい やわらかいが、ゆれかたに えいきょう するのです。

アメリカの 調べでは、ゆれかたに えいきょう する ことは ２つ あります。地面の いわの やわらかさと、土や すなが つもった ところの あつさです［3］。

そのため、自分の 家の まわりの じばんが どんな ものかを 知る ことは、じしんに そなえる ための、大切な ヒントに なります。

気象庁によると、地震の揺れは地盤や地形に大きく影響されるため、同じ市町村や地域・集落の中でも、場所によって震度がちがうことがあります［1］。

とくに、固い岩盤と、やわらかい沖積地（川が運んだ土砂がたまってできた地面）では、震源からの距離がほぼ同じで隣り合う市町村でも、観測される震度に差が出ることがあります［1］。USGSも、揺れの強さに影響する二つの地質的な要因として、表層の岩のやわらかさと、表層の堆積物の厚さをあげています［3］。

地盤は、揺れの強さに加えて、揺れが続く長さにも影響します。地震調査研究推進本部のコラムによると、平野の地下構造が広く、深いほど、長い周期の揺れが長い時間続くことが知られています［7］。

では、同じ地面の上に立つ建物は、どれも同じように揺れるのでしょうか。

気象庁は、地震動は地盤や地形に大きく影響されるため、同じ市町村・地域・集落であっても場所によって震度が異なる場合があると述べる［1］。具体例として、固い岩盤とやわらかい沖積地では、震源からの距離がほぼ同じで隣り合う市町村でも、観測される震度に差が生じうるとされる。

USGSは、局所的な地質要因のうち重要なものとして、表層の岩のやわらかさと表層堆積物の厚さを挙げる［3］。ただし、この資料の記述は影響の有無を示すものであり、やわらかいほど何倍強くなるといった定量は、ここでは扱わない。

地盤は、強さだけでなく継続時間にも関わる。地震調査研究推進本部のコラムによれば、平野の地下構造が広く、深いほど、長い周期の地震動が長い時間続くことが知られている［7］。これは先の三つの特性のうち、周期特性と経時特性に、地下構造が関わっているということである。

ここまでは、地面側の条件だった。次は建物側、つまり、同じ揺れを受けても、建物ごとに応答が異なる理由に進む。

ブランコを 思いうかべて ください。ブランコには、ゆれやすい リズムが あります。そのリズムに 合わせて せなかを おすと、すこしの 力でも、どんどん 大きく ゆれます。

建物たてものにも、ゆれやすい リズムが あり、周期しゅうきと いいます。地震じしんの 波の 周期しゅうきと、建物たてものの ゆれやすい 周期しゅうきが 合うと、きょうしんが おきて、建物たてものが 大きく ゆれます［4］。

たかい ビルの ゆれやすい 周期しゅうきは、ひくい 建物たてものより 長いと されます。そのため、ゆっくりした 波と 合いやすく、長い あいだ 大きく ゆれる ことが あります［4］。ひくい 建物たてものは、はやい ゆれで ゆれやすいと、アメリカの 調べでは 書かれて います［5］。

ただし、ブランコは たとえです。じっさいの 建物たてものは、もっと ふくざつです。

また、上の かいでは、地面より ゆれが 強く なる ことが あります。震度しんどを はかる そうちは、ふつう 地面か、ひくい 建物たてものの １かいに おかれて いるので、上の かいの ゆれは、はかった 数字より 強く なる ことが あります［1］。

ブランコは、押すタイミングが自然な往復のリズムに合うと、小さな力でも大きく揺れます。建物にも、揺れやすいリズム（固有周期）があり、地震波の周期と合うと共振して、建物が大きく揺れます［4］。

高層ビルの固有周期は、低い建物にくらべて長いため、周期の長い波と共振しやすく、共振すると長時間にわたって大きく揺れます［4］。逆に、USGSの説明では、地震波のうち比較的細かく速い揺れ（1秒間に1回より多く往復する高周波の振動）は、低い建物を揺らすのに効率がよいとされます［5］。高い建物と低い建物で、苦手な波がちがうのです。

前の章の話とつなげると、遠くまで届きやすいのは周期の長い波で、平野の地下構造は、その長い周期の揺れを長引かせます。高層ビルの揺れが、震源から遠い場所でも問題になるのは、この組み合わせのためだと考えられます。

もうひとつ、同じ建物でも、階によって揺れは変わります。震度計は、原則として地表か低層建物の1階にあります。中高層建物の上層階の揺れは、一般に、地表の観測値より強くなります［1］。ニュースで見る震度は、建物の上の階の揺れとは別のものなのです。

これで、揺れを変える条件がそろいました。では、被害の大きさは、揺れの強さだけで決まるのでしょうか。

建物には固有周期があり、地震波の周期とこれが一致すると共振して、建物は大きく揺れる［4］。高層ビルの固有周期は低い建物より長く、周期の長い波と共振しやすい。共振すると、高層ビルは長時間にわたり大きく揺れる［4］。

これに対し、USGSは、P波とS波は主に1Hzを超える高周波の振動を起こし、これは低い建物を振動させるのに、低周波の波より効率的だと述べる［5］。つまり建物の高さによって、危険になる波の周期が異なる。なお、同資料はS波を最も破壊的な波とし、建物は垂直方向の動きより水平方向の動きで損傷しやすいためだと説明している。

長周期の波は減衰しにくく遠くまで届き、平野の地下構造の中で長く続く［7］。そこに固有周期の長い高層ビルがあれば、震源から遠い場所でも共振の条件が整う。ただし、これは提示した資料から組み立てた推論であり、個別の地震の被害を説明するには、実際の観測が必要である。

また、気象庁は、震度計は原則として地表または低層建物の1階に設置され、中高層建物の上層階では一般に地表の観測値より揺れが強くなると述べる［1］。報道される震度は、建物内の各階の揺れそのものではない。揺れの条件が出そろった。残るのは、被害と建物の関係である。

ここまで 見たのは、ばしょに よって ゆれが かわる りゆうです。でも、ひがいは、ゆれが 強いかどうかだけでは きまりません。アメリカの 調べでも、ひがいが 出るかどうかは、地震じしんからの 距離きょり、じばん、建物たてものの つくりなど、ほかの ことにも よると 書かれて います［9］。

日本の 国の しりょうに、はんしん・あわじ大しんさいを ふりかえった ものが あります。それによると、建物たてものの ひがいは、おもに、いまの 基準きじゅんを みたしていない ふるい 建物たてものに おきました［8］。

ゆれが 大きいことと、こわれやすいことは、べつの はなしです。建物たてものの つくりや 強さも、ひがいを 左右する じょうけんです。これは、人が かえられる ところです。

ここまでの条件をまとめると、同じマグニチュードの地震でも、距離や深さ、地盤、建物によって揺れ方が変わります。USGSも、被害が出るかどうかは、地震からの距離、地盤の種類、建物の構造といった、マグニチュード以外の変数によると説明しています［9］。

阪神・淡路大震災を振り返った中央防災会議の専門調査会資料は、建物の被害が主として、現行の建築基準法の基準を満たしていない建物（既存不適格建物）に起こったと述べています。また、大規模な火災に広がったものの多くは、古い木造家屋が密集している地域で起きたとされています［8］。

この資料は、地震の揺れの強さを単独で取り上げているのではなく、建物の古さや地域のつくりが被害を左右したことを示しています。つまり、地震そのものの大きさは変えられませんが、建物のつくりや強さは、被害を左右する条件であり、人の手で整えられる部分です。

では、自分の暮らす場所の条件は、どのように調べられるでしょうか。

以上の条件を合わせると、同じマグニチュードの地震が異なる被害になる理由は、震源からの距離と深さ、地盤、建物の固有周期、建物自体の強さの組み合わせとして説明できる。USGSも、被害が生じる条件はマグニチュード以外の変数、すなわち距離、土壌の種類、建物構造などに依存すると述べる［9］。

阪神・淡路大震災を振り返った中央防災会議の専門調査会資料は、建物の被害が主として現行の建築基準法の基準を満たさない既存不適格建物に起こったこと、大規模火災に延焼拡大した火災の多くが古い木造家屋の密集地域で発生したことを挙げる［8］。揺れの強さに加えて、建物の古さと密集度が、被害の大きさを左右した要因の一つとして整理されている。

なお、この記事で扱ったのは揺れによる被害である。津波は別の仕組みで生じ、同じ規模の地震でも、津波の有無や建物の状況によって、被害の中心は変わる。

変えられない地震の規模に対し、建物の耐震性は人が改善できる条件である。自分の住む場所についてはどう調べられるかを、最後の章で整理する。

きょう できる こと

みじかい じょうぎと、長い じょうぎを 用意します。つくえの はしに、じょうぎの 半分を のせて、手で しっかり おさえます。のこりの 半分の さきを ゆびで そっと はじくと、じょうぎが ゆれます。みじかい ほうは はやく、長い ほうは ゆっくり ゆれます。ゆれやすい リズムが ちがう ことが わかります。じょうぎが とんで いかないよう、かおは はなして やりましょう。

おうちの 人と

お住まいの 市や町が 出している ぼうさいの ちずや しりょうを、おうちの 人と 見て みましょう。じぶんの まちの じばんの ことが、書いて あるかも しれません。

定規で確かめる

短い定規と長い定規を用意し、それぞれ半分を机の端にのせて、手でしっかり押さえます。残りの半分の先を指で軽くはじくと、短い定規は速く、長い定規はゆっくり揺れます。ゆっくり揺れる長い定規が、周期の長い建物にあたります。揺れやすいリズムが、長さでちがうと分かります。定規が飛ばないように、顔は離してください。

自分の町の条件を調べる

住んでいる市区町村が出している防災の地図や資料に、地盤や地震の想定が載っていることがあります。おうちの人と、載っているかどうかを探してみるのもよいでしょう。

資料を読むなら

気象庁の「震度・マグニチュード・地震情報について」［1］は、電球のたとえが日本語で読めます。地震調査研究推進本部の用語集［6］とコラム［7］も日本語で読めます。読み比べると、規模と揺れのちがいが整理できます。

同じ町内で震度が変わる主な理由は地盤でした。そのうえで、特定の地域だけ被害が極端に大きくなるくわしい仕組みは、この記事の資料の範囲では、まだ整理しきれていません。次に調べたい問いとして残ります。

周期を手で確かめる

長さの異なる定規2本を、それぞれ半分だけ机の端から出し、手で押さえて、先を軽くはじく。短い定規は速く、長い定規はゆっくり振動する。建物の高さによって固有周期が異なることを、小さなスケールで確かめられる。ただし、実際の建物の振動は、定規ほど単純ではない。定規が飛ばないよう、顔を離して行うこと。

自分の住む場所を調べる

住んでいる自治体が公開する防災の地図や資料に、地盤や被害の想定が載っているかどうかを探す方法がある。載っていた場合、第3章の地盤の違いと照らし合わせると、条件の読み方が分かる。

資料を読むなら

気象庁の資料［1］［4］と地震調査研究推進本部の用語集・コラム［6］［7］は日本語で読める。USGSの資料［2］［3］［5］［9］は英語だが、深さ・地質・波の種類を一次資料で確かめられる。未解決の問いとして、特定の地域だけ被害が極端に大きくなる詳しい仕組みが残る。