高1 ／ 地学基礎 ／ eb-02
地震と火山
この単元でできるようになること
- 地震の用語（震源・震央・震源距離・震度・）と、M が 1 大きいとエネルギー約 32 倍を使える
- P 波・S 波の性質と、初期微動継続時間から震源距離を求める大森公式（d ＝ kt）を使える
- 日本の地震の種類（プレート境界地震・海洋プレート内地震・内陸の活断層地震）と断層の種類を説明できる
- マグマの性質（SiO₂ 量と粘性）と火山の形・噴火の様子の関係を説明できる
- 火山噴出物（溶岩・火山灰・火山ガス・火砕流）と、日本の火山の分布（火山前線）を説明できる
入試での位置づけ
地震は大森公式による震源距離の計算とマグニチュードのエネルギー比が共通テストの計算問題として定番。火山はSiO₂ 量 → 粘性 → 火山の形 → 噴火の激しさ → 岩石名のつながりを一本の表で覚えれば、どの角度から問われても答えられます。
1. 地震の基本用語
まずここだけ
- 震源：地下で岩石が破壊された場所。震央：震源の真上の地表の点
- 震源距離：観測点から震源まで。震源の深さ：震央から震源まで
- 震度：各地点の揺れの強さ（気象庁震度階級：0〜7 の 10 段階、5 と 6 は強弱あり）。震源から近いほど大きい
- マグニチュード M：地震そのものの規模（エネルギー）。1 つの地震に 1 つ
- M が 1 大きいとエネルギーは約 32 倍、2 大きいと 1000 倍（10^1.5 倍/M）
- M7 の地震のエネルギーは M5 の 1000 個分
- 余震：本震のあとに続く小さな地震
2. 地震波と震源距離
まずここだけ
| 波 | 速さ | 性質 | 揺れ |
|---|---|---|---|
| P 波（Primary） | 速い（約 5〜7 km/s） | 縦波。固体・液体を伝わる | 初期微動（カタカタ） |
| S 波（Secondary） | 遅い（約 3〜4 km/s） | 横波。固体のみ（液体の外核を通れない） | 主要動（ユサユサ） |
初期微動継続時間（P–S 時間）t ＝ S 波の到着時刻 − P 波の到着時刻。震源距離に比例する。 大森公式：震源距離 d ＝ k × t（k は約 6〜8 km/s。問題で与えられる）
t ＝ 10 秒、k ＝ 8 km/s → d ＝ 80 km
導き方：P 波速度 V_P、S 波速度 V_S のとき、d/V_S − d/V_P ＝ t → d ＝ t × V_P V_S/(V_P − V_S)。k ＝ V_P V_S/(V_P − V_S)
V_P ＝ 8、V_S ＝ 4 km/s → k ＝ 32/4 ＝ 8 km/s
震源の決め方：3 地点の震源距離を半径とする円を描き、共通の弦の交点が震央。 緊急地震速報：速い P 波を検知して、S 波が来る前に警報を出す。震源に近いと間に合わない。
3. 日本の地震と断層
ここまでできれば十分
| 種類 | 場所 | 例 |
|---|---|---|
| プレート境界地震（海溝型） | 沈みこむプレートに引きずられた大陸プレートが跳ね返る。M8〜9 の巨大地震、津波 | 東北地方太平洋沖地震（2011、M9.0）、関東大震災（1923）、想定される南海トラフ地震 |
| 海洋プレート内地震 | 沈みこんだプレートの内部。深い（深発地震：深さ 100〜700 km） | 深発地震面（和達–ベニオフ帯）に沿う |
| 内陸地殻内地震（活断層型） | 大陸プレート内の活断層がずれる。浅い（〜20 km）、M7 級でも都市直下だと大被害 | 兵庫県南部地震（1995、M7.3）、熊本地震（2016） |
断層の種類（力のかかり方で決まる）：
| 断層 | 力 | ずれ |
|---|---|---|
| 正断層 | 引っ張り | 上盤がずり下がる |
| 逆断層 | 圧縮 | 上盤がずり上がる（日本に多い） |
| 横ずれ断層 | 水平のずれ | 右横ずれ・左横ずれ |
活断層：最近（数十万年以内）に活動し、今後も動く可能性のある断層。日本に約 2,000。
地震の被害：揺れ、液状化（埋立地・砂地盤）、津波（海溝型）、土砂災害、火災。
4. マグマと火山の形
まずここだけ
マグマ：地下で岩石が溶けたもの。SiO₂（二酸化ケイ素）の割合で性質が決まる。
| 玄武岩質マグマ | 安山岩質マグマ | 流紋岩質（デイサイト質）マグマ | |
|---|---|---|---|
| SiO₂ | 少ない（約 50%） | 中間（約 60%） | 多い（約 70%） |
| 温度 | 高い（1,200 ℃） | 低い（900 ℃） | |
| 粘性 | 小さい（さらさら） | 大きい（ねばねば） | |
| 噴火 | おだやか。溶岩が流れ出す | 激しい（爆発的）。火山灰・軽石・火砕流 | |
| 火山の形 | 盾状火山（ハワイ・マウナロア）、溶岩台地 | 成層火山（富士山・桜島・浅間山） | 溶岩ドーム（溶岩円頂丘）（雲仙普賢岳・昭和新山） |
| 色 | 黒っぽい | 白っぽい | |
| 岩石 | 玄武岩・斑れい岩 | 安山岩・閃緑岩 | 流紋岩・花こう岩 |
覚え方：SiO₂ が多い → ねばい → ガスが抜けにくい → 爆発的 → ドーム型 → 白っぽい。
カルデラ：大量の噴出でマグマだまりが空になり陥没した大きなくぼ地（阿蘇・十和田湖・姶良）。
5. 火山噴出物と火山の分布
ここまでできれば十分
| 噴出物 | 内容 |
|---|---|
| 溶岩 | 地表に流れ出たマグマ |
| 火山砕屑物（火砕物） | 火山灰（＜ 2 mm）、火山礫、火山弾、軽石（白・穴だらけ）、スコリア（黒） |
| 火山ガス | 大部分は水蒸気、CO₂、SO₂、H₂S |
| 火砕流 | 高温の火山ガスと火山灰・岩塊が高速（100 km/h 以上）で流れ下る。最も危険（雲仙普賢岳 1991） |
火山の分布：プレートの沈みこみ帯（日本・環太平洋）、中央海嶺、ホットスポット。 日本では海溝から一定の距離（約 200〜300 km）に火山が並び、その海溝側の限界線が火山前線（火山フロント）。前線より海溝側には火山がない（沈みこんだプレートが十分深くなって水を放出し、マントルが溶ける深さになる場所から火山ができる）。 活火山：おおむね過去 1 万年以内に噴火した火山。日本に 111（気象庁）。
6. よくある間違い
- 震度とマグニチュードを混同する（震度は地点ごとの揺れ、M は地震の規模で 1 つ）
- M が 1 大きいとエネルギー 10 倍とする（約 32 倍）
- S 波を縦波とする（横波。P 波が縦波）
- 初期微動継続時間が長いほど震源に「近い」とする（遠い）
- SiO₂ が多いマグマを「さらさら」とする（多いほどねばい）
- 富士山を盾状火山とする（成層火山）
- 逆断層を引っ張りの力とする（圧縮）
- 火山前線の海溝側に火山があるとする（陸側にある）
7. 自己チェック
- 震度と M の違い、M1 の差 ＝ 約 32 倍を言えるか
- P 波（縦波・速い・初期微動）と S 波（横波・遅い・主要動）を言えるか
- d ＝ kt で震源距離を出せるか
- 海溝型・活断層型の地震の特徴と例を言えるか
- SiO₂ 量 → 粘性 → 噴火 → 火山の形 → 岩石 の表を言えるか
- 火山前線の意味を言えるか
8. 小テストへ
→ 小テスト（eb-02）
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参考資料
- 文部科学省『高等学校学習指導要領（平成30年告示）解説 理科編 理数編』── 「地学基礎」(1) イ 活動する地球
- 気象庁「活火山とは」（活火山の定義と数）、「震度について」（https://www.jma.go.jp/）
受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.pages.dev/daigaku/science/eb-02/ ／ 更新 2026-09-12