今回は、地震の三要素の中の規模について、考えていこうと思います。
地震予知において、規模の予測は、重要です。
小さな規模の地震は、予知する必要はありません。
なので、規模の予想は、幅を持たせるとしても、最小値が重要になります。
例えば、“Ｍ６．０以上”とする予知と、”Ｍ６．０±０．５”では、価値が違います。
なぜなら、最小規模が、前者はＭ６．０に対して、後者はＭ５．５になるからです。
ちなみに、マグニチュードが１小さくなると、発生頻度は１０倍になると言われています。なので、規模が０．５も小さくなると、発生頻度も約３倍になります。
Ｍ６．５を超える確率は、Ｍ６．０以上の地震の４割に届きません。
トータルでも、“Ｍ６．０以上”より”Ｍ６．０±０．５”の方が、発生頻度が３倍近くに増えます。
また、マグニチュードが大きいほど、被害が急激に増えます。
だから、重要なのは、マグニチュードの予測の最小値なのです。
地震の規模は、マグニチュードで表されます。
マグニチュードは、地震によって放出されたエネルギで、下式でジュールに換算できます。
Ｅ＝１０＾（１．５Ｍ＋４．８）
Ｅ：エネルギ（単位：Ｊ）
Ｍ：マグニチュード
では、マグニチュードは、どのように算出するのでしょうか。
マグニチュードの算出方法は何種類かありますが、最も精度が高いとされているモーメント・マグニチュード（以降、Ｍｗとする）について考えます。
Ｍｗが、最も精度が高いとされる理由は、物理量から算出するためです。
具体的には、以下のように算出します。
Ｍｗ＝（ｌｏｇ10（μ・Ｄ・Ｓ）－９．１）÷１．５
μ：剛性率
Ｄ：平均変位量
Ｓ：震源断層面積
剛性率は、概ね、震源の深さに比例します。
平均変位量は、概ね、震源断層面積の平方根に比例します。
地震の規模を予測するためには、震源断層面積を予測しなければなりません。
震源断層面積は、地震で実際に滑った面積です。
断層の中で、実際に滑るであろう範囲を予測しなければなりません。
震源断層面積を知ることができれば、マグニチュードをかなり正確に知ることができます。
前述のように、震源断層面積と平均変位量は、概ね比例関係にあります。
剛性率は、震源の深さに比例しますが、概ね３０〜１５０ＭＰａの範囲です。
５倍の開きがありますが、マグニチュードに換算すると±０．２余りの差にしかなりません。
つまり、震源断層面積を正確に知ることができれば、マグニチュードは、±０．３以内で予測できるはずなのです。
地震の規模は、震源断層面積だけわかれば、問題ないと言えるのです。
但し、震源断層面積の精度は、かなり高くなければなりません。
震源断層面積を知る方法は、色々あるはずです。
例えば、アスペリティです。
地震が発生する時、アスペリティの全域が滑ると仮定すると、震源断層面積は、アスペリティの面積と同等以上になるはずです。
この方法では、地震の規模の下限を予測できることになります。
もし、アスペリティで滑り残る部分がある可能性が出てくると、地震の規模の下限を予測できないことになります。
なので、必ずアスペリティ全域が滑る理論的な根拠が欲しいところです。
震源断層面積を知る方法は、他にも考えられますが、次に回します。