初期微動継続時間は、同じ地点でS波が着いた時刻からP波が着いた時刻を引いて求めます。地震が発生してからP波が着くまでの時間と混同したり、別地点の値を組み合わせたりすると、計算が合っていても答えが変わります。到着時刻を時間軸に並べ、縦軸と横軸が入れ替わった二つの図で読み方を確かめます。

初期微動継続時間は、P波が着いてからS波が着くまで

地震本部の地震波の解説では、P波はS波より速く伝わり、その到達時間の差から震源までのおよその距離が分かると説明しています。中学理科の基本問題では、ある地点で最初の小さな揺れが始まるところをP波の到着、後の大きな揺れが始まるところをS波の到着と読みます。まずは問題で示された二つの開始時刻に印を付けます。波がいちばん高くなった時刻に印を付けると、読み取る場所がずれます。

時刻の違いを、ここからの自作例で確かめます。地震の発生を午前10時00分00秒とし、地点AではP波が10時00分05秒、S波が10時00分10秒に着いたとします。ここで使う数値は学習用に決めたもので、実際の地震の観測記録ではありません。発生からP波が着くまでの時間も、この地点の初期微動継続時間も、たまたま5秒です。同じ答えになっても、どの二つの時刻を使ったかを確かめます。

保護者が途中式を見るときは、答えの5秒に丸を付ける前に「どこからどこまで？」と聞きます。発生からP波までを指したなら、算数の引き算はできていますが、求めた時間の意味が違います。二つの到着に指を置いたのに式に発生時刻を使った場合は、図に印を付けた位置と式の数字を線でつなぐところから始めます。本人に理由を聞き、答案だけでどちらだったかを決めつけないようにします。

グラフは、時間を読む前に同じ地点で止まる

地点Aを震源から30km、地点Bを60kmとし、同じ練習用の条件でP波とS波が進むとします。BのP波は発生から10秒後、S波は20秒後です。次の二つの図は、同じ到着の組を、縦軸と横軸を入れ替えて表したものです。青い丸のPと橙色のひし形のSは、色が見分けにくい場合も文字で区別できます。原点の印は、発生を時間の基準にしたことを示すために置いています。

図Aでは、左の30kmから横に進みます。P波とS波の記号に出会ったら、それぞれの位置から時間を読む目盛りに向かいます。図Bでは、下に距離の目盛りがある形式でも、先に30kmの位置を決める点は同じです。この図では距離の数字を上に置いているので、そこから縦の列に沿って二つの記号を探します。読む方向に迷ったら、指を置いたまま「この線のどこへ動いても30kmのまま？」と確かめると、別の地点の値が混ざりにくくなります。

グラフに折れ線や直線だけが描かれている場合は、P波・S波の凡例を最初に見ます。線が上にあるか下にあるかだけで波を決めると、時間の軸を入れ替えたときに判断が変わります。目盛りの間に交点がある場合は、小さい目盛りが何秒かを読み、問題の指示に合わせて記録します。差を求める前に二つの値を表へ写すと、読み取りの誤りと引き算の誤りを別々に直せます。

同じ10秒でも、地点と波が違うと使えない

AのS波とBのP波はどちらも10秒後です。しかし、AのS波10秒からBのP波10秒を引いて0秒としても、どちらの地点の初期微動継続時間にもなりません。先に地点名、次に波の名前、最後に時刻を読むと、同じ数値を見つけたときにも区別できます。答案に「S波 10秒」とだけあれば、その前に「A」を足してみます。どちらの地点を指していたか聞けば、記録が不足していただけか、実際に読み違えたかを確かめられます。

この例では同じ条件で距離が30kmから60kmへ2倍になると、到着差も5秒から10秒に2倍になります。遠くなるとP波もS波も到着は遅くなりますが、ゆっくり進むS波の方が同じ距離の増加に対して余分に時間を要するためです。学習用の問題で「速さは一定」と置いたときの関係であり、この例の倍数を実際の地震にそのまま当てはめることはできません。地震本部が説明するのは、実際の到着差が震源距離を推定する材料になることです。

横軸に「震源からの距離」とあれば、地下の震源から観測地点までの距離です。地表にある震央から測った距離を使うグラフもあるため、図を見比べるときは同じ意味の距離か確認します。この問題で必要なのは震源の位置を求めることではなく、指定された地点で二つの到着がどれだけ離れたかを読むことです。

分をまたぐ問題で、引く区間をもう一度確認する

別の自作例として、ある地点でP波が10時02分57秒、S波が10時03分03秒に着いたとします。10時03分00秒までが3秒、そこから10時03分03秒までが3秒なので、初期微動継続時間は6秒です。秒だけを引いて3−57としてしまう場合は、分が変わる点に線を引き、二つの区間に分けると読み直せます。この例で地震の発生時刻が書かれていなくても、同じ地点の二つの到着時刻がそろっているので、時間差は求められます。

家庭で練習した最後に、図Aを隠し、図Bの60kmだけを指してもらいます。「どちらの数字を引く？」と聞き、数字に加えて「BのS波からBのP波」と言えたら、目盛りの向きが変わっても同じ手順を使えています。計算は合っても説明できない場合は、さらに問題を増やす前に、どこへ指を置いたかから確かめてください。ほかの理科単元でも軸の意味を取り違えるときは、密度のグラフで軸を確かめる練習も使えます。

家庭教師に頼むなら、途中の読み取りを伝える

「P波とS波の順は説明できます。横が時間の図では解けましたが、横が距離になると違う地点の値を引きました」のように、答えと途中の違いを一緒に伝えます。授業で一問見るなら、軸を入れ替えた図で、まず同じ地点の二つの値を写し、最後に差を計算するところまでお願いできます。家庭教師の個人契約ガイドでは、依頼する範囲や授業条件を相談する流れを確認できます。

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