気象庁きしょうちょうによると、地震じしんの はじめの ちいさな ゆれ（P波）は 1びょうに 7キロメートルぐらい、あとから くる おおきな ゆれ（S波）は 4キロメートルぐらい すすみます［1］。

いちばん はやい しんかんせんは、1じかんに 300キロメートルです。1びょうに すると 80メートルほど。空気くうきの なかの おとは 1びょうに 340メートルです［3］。

じしんの ゆれは、しんかんせんの 50ばいいじょう、おとの 10ばいいじょうの はやさです。

気象庁は、P波を秒速約7km、S波を秒速約4kmと説明しています［1］。東海道新幹線の最高時速300kmを秒速にすると約83m、空気中の音は15℃で秒速約340mです［3］。

P波は新幹線のおよそ80倍、音のおよそ20倍です。S波でも、新幹線の約50倍、音の約12倍になります。「揺れが来る」というのは、音よりずっと速いものが、地面の中を走ってくることです。

気象庁は、P波を秒速約7km、S波を約4kmとしている［1］。より細かくは、Wikipediaの「地震波」に、岩盤中でP波が5〜7km/s、S波が3〜4km/sとある［2］。どちらも、場所と深さで幅のある概数だ。

並べてみる。新幹線の最高時速300kmは秒速約83m。音速は、空気中（15℃）で約340m/s、水中で約1500m/s（条件が異なる目安の値）［3］。P波（7km/s）は新幹線の約80倍、音の約20倍。S波（4km/s）でも新幹線の約50倍、音の約12倍になる。

固体の中の音速も、同じ表にある。鉄では、縦波が5950m/s、横波が3240m/s［3］。岩盤中の地震波は、鉄の中の音に近い速さで進んでいることになる。

かたい ものほど、ゆれは はやく つたわります。おもい ものほど、ゆっくり つたわります。

たとえば、ふかい ところの かたい 岩いわでは はやく、やわらかい つちでは おそくなります。おなじ 地球ちきゅうの なかでも、ばしょによって はやさが ちがうのは、この ためです。

P波が S波より はやいのも、つたわる ゆれかたの ちがいが かかわっています。くわしくは、「P波と S波」の きじを みてください。

波の速さは、伝わる物質の「かたさ」と「重さ」で決まります。同じ重さなら、かたく（変形しにくく）なるほど速く、同じかたさなら、重いほど遅くなります。

式にすると、S波の速さは「μ（ずれにくさ）を密度ρで割って、平方根をとったもの」です。P波は、μのほかに体積の変わりにくさも加わるぶん、同じ岩ならS波より速くなります［2］。

同じ地球の中でも、岩の種類や深さが変われば、速さも変わります。次の章は、その「変わり目」が見つかった話です。

Wikipediaの「地震波」では、速さをラメ定数λ・μと密度ρで表している［2］。

• P波：V_P = √((λ+2μ)/ρ)
• S波：V_S = √(μ/ρ)

μは、ずれの変形への強さ（剛性率）。λ+2μには、体積変化への強さも含まれる。弾性率が大きいほど分子が大きく、密度が大きいほど分母が大きい。弾性率が同じなら密度が大きいほど遅くなり、実際の速さは両方の組み合わせで決まる。μが同じならλ+2μのほうが大きいので、同じ物質ではP波がS波より速くなる（P波とS波の違いそのものは別の記事に譲る）。

これらの式は、岩石以外にもあてはまる。たとえば固体の鉄・アルミニウム・鉛では、縦波は横波よりも速い［3］。地球の内部でも、岩の種類や深さが変われば速さが変わる。次の章は、その変わり目が見つかった話だ。

1909ねん、クロアチアの 地震じしんの 学者がくしゃ、モホロビチッチさんが、ふしぎな ことに きづきました［5］。

ちかくで おきた 地震じしんの きろくを みると、ゆれの はじまりが 2つ ならんで うつっていたのです。ひとつは、地面じめんの うすい ところを とおった ゆれ。もうひとつは、もっと ふかい ところの はやい 岩いわを まわり みちして きた ゆれ、だと かんがえました。

ふかい ところの はやい いわを とおる ゆれは、とおまわりでも、さきに つくことが あるのです。この「はやさが ガラッと かわる さかいめ」は、モホロビチッチ ふれんぞく めん（モホめん）と よばれています。

1909年、クロアチアの地震学者アンドリア・モホロビチッチは、ザグレブ近くで起きた地震の記録を調べていました。すると、震源から出たP波とS波が、2組あるように見えました［5］。

1組は地表近くを直接進んだ波、もう1組は、速さの大きい層に入って曲がって（屈折して）進んだ波です。深い層を通った波のほうが、遠回りなのに先に着くことがある。これは、深さの途中で、岩の性質が変わっていることを意味します［5］。

この境目は「モホロビチッチ不連続面（モホ面）」と呼ばれ、地殻とマントルの境にあたります。P波の速さは、地殻で6〜7km/s、マントルで約8km/s。境の深さは、海洋で5〜7km、大陸の平均的な地域で30〜40kmほどです［4］。

1909年、クロアチアの地震学者アンドリア・モホロビチッチは、ザグレブ近郊の地震の記録に、P波とS波がそれぞれ2組あることに気づいた。1組は地表近くを直進した波、もう1組は高速の層で屈折した波と解釈でき、彼はその境をおよそ54kmの深さと見積もった［5］。

現在、この境（モホ面）は地殻とマントルの境界とされる。P波速度は、地殻で6〜7km/s、マントルで約8km/s。境界の深さは、海洋で約5〜7km、大陸の平均的な地域で約30〜40km、ヒマラヤや南米では70〜80kmに及ぶこともある［4］。

ここで大事なのは、速さが深さとともに変わり、モホ面のような境目では大きく変わる、ということだ。「波がいつ着くか」という時刻のデータだけから、直接見えない地球の層が見つかった。

ゆれは、ふかい ところでは はやく すすみます。でも、わたしたちが すんでいる 地面じめんの すぐ ちかくは、やわらかい つちの ところも おおくて、ゆれの すすむ はやさが おそくなります。

やわらかい 地面じめんほど、おなじ 地震じしんでも よく ゆれることが ある、と いわれています［6］。

ふかい ところを はやく きた ゆれが、地面じめんの ちかくで ゆっくりに なって、おおきく なる。この ことは、家が たっている ところの 地面じめんが どんな ようすか しらべる ときの、だいじな てがかりに なります。

地下の深くでは速かった波も、地表に近づくほど遅くなります。地震調査研究推進本部の用語解説では、日本の地殻のS波速度は深さ十数kmまでは平均3〜3.5km/sほどで、その層を「地震基盤」と呼びます。それより浅いS波速度300〜700m/sの層は「工学的基盤」と呼ばれます［6］。

つまり、S波の速さは、地震基盤では約3km/sだったのが、工学的基盤では数百m/sへと、1桁近く小さくなります。この浅い層では、やわらかい地盤であるほど、そこまで伝わってきた揺れが増幅されます［6］。

「速く着く」ことと「大きく揺れる」ことは、別の話です。揺れの大きさは、地表付近の地盤の性質に左右されます。

地震調査研究推進本部の用語解説によると、日本の地殻のS波速度は深さ十数kmまで平均3〜3.5km/sほどで、その層を地震基盤という。それより浅い、S波速度300〜700m/sの層が工学的基盤だ［6］。ここから地表までの表層地盤では、地盤がやわらかいほど、そこへ伝わってきた揺れが増幅される。増幅の大きさは、地盤の性質によって大きく違う［6］。

このように、S波の速さは地震基盤の約3km/sから、工学的基盤の数百m/sへと、深さとともに1桁近く変わる。浅い層では、やわらかい地盤で揺れが増幅されることがある。

ここまでの話は、「どれくらいで届くか」と「どれくらい強く揺れるか」の2つに分けて考えると整理しやすい。前者は、深いところを通る波の平均の速さに、後者は、地表付近の遅くてやわらかい地盤に左右される。

はやさが わかると、「ゆれが ここに つくまで なんびょう かかるか」が けいさんできます。

たとえば、地震じしんの おきた ところから 100キロメートル はなれていると、S波が くるまで 25びょうくらい。200キロメートルなら 50びょうくらいです。

ただし、これは だいたいの はなしです。じっさいには、ところによって はやさが ちがうので、ぴったり この とおりには なりません。

速さが分かれば、「震源からの距離 ÷ 速さ」で、揺れが着くまでの時間を見積もれます。たとえば、震源から100km離れた場所では、S波（約4km/s）が着くまでに約25秒、P波（約7km/s）なら約14秒です。

ただし、これは概算です。実際の波は、深さによって速さの異なる層を通ります。距離がもっと遠いときや、波が深いところを通るときは、この単純な計算とはずれてきます。

気象庁の緊急地震速報は、P波を震源の近くでとらえ、S波が届く前にお知らせする仕組みです。ただ、解析や伝達に数秒かかるため、震源に近い場所では、強い揺れの到達に原理的に間に合わないことがある、とも説明しています［1］。

震源からの距離をd、波の平均の速さをvとすると、到着までの時間はおよそd/v。d=100kmなら、S波（4km/s）で約25秒、P波（7km/s）で約14秒になる。

これはあくまで概算だ。実際の地球の中は、深さによって速さがちがう層でできている。波は一直線ではなく、速い層をまわり込むように進むことがあるので、平均の速さは場所や距離によって変わる。

気象庁は、緊急地震速報について、P波を震源付近でとらえて解析し、S波が伝わる前に知らせられる、と説明している。一方で、解析・伝達に数秒かかるため、内陸の浅い地震では震源に近い場所への提供が強い揺れの到達に原理的に間に合わない、とも注意している［1］。

速さの計算を逆向きに使うと、複数の地点に着いた時刻から震源を探すことができる。その話は、震源の位置と深さの記事で扱っている。

いえの なかで、「どれくらいで ゆれが つくのか」を けいさんして みましょう。

気象庁きしょうちょうの ホームページで、さいきんの 地震じしんの「しんげんの ばしょ」と、じぶんの まちの ゆれの おおきさ（しんど）を さがします。しんげんから じぶんの まちまでの きょりを、ちずで おおまかに はかって、4キロメートル まいびょうで わると、S波が くるまでの じかんの めやすが わかります［1］。

おうちの ひとと いっしょに、ちずを みながら やって みましょう。

気象庁の「地震情報」のページで、最近の地震を1つ選び、震源の位置と深さ、自分の町の震度を調べます。地図で震源から自分の町までのおよその距離を測り、「距離 ÷ 4km/s」で、S波が着くまでの時間を見積もってみましょう。

震源が2倍遠くなると、この計算では到着時間も約2倍になります。2つの地震を選んで、距離と見積もった時間を比べてみましょう。実際の到着時刻は、地下の層のちがいでこの計算からずれます。

気になったら、P波とS波の時間差の記事や、緊急地震速報の記事、震源の探し方の記事へ進んでください。

家でできることには、次のようなものがある。

1. 気象庁の地震情報で最近の地震を1つ選び、震源の位置・深さと、自分の地域の震度を調べる。
2. 地図で震源から自宅までの距離を測り、d/4 km/sでS波の到着までの時間を見積もる。距離の違う2つの地震で比べ、実際の到着時刻はこの単純な計算からずれる、という前提で結果を読む。
3. 地震調査研究推進本部の「J-SHIS」などで、自分の地域の地盤のやわらかさ（AVS30や増幅率）を調べ、揺れやすさの目安を知る［6］。

もっと進みたい人は、P波とS波の時間差、緊急地震速報の系譜、震源の決め方の記事が、それぞれこの話の続きになっている。