中学校理科の第1学年、第2分野「大地の成り立ちと変化」の中にある「火山と地震」の学習です。小学校6年で「土地は火山の噴火や地震によって変化する」ことを学んでいます。中学校では、地震の記録をもとに、ゆれの伝わり方の規則性に気づき、地震の原因を地球内部の働きと関連づけて理解します。地震が起こった地下の場所を震源、その真上の地表の点を震央といいます。地震のゆれは、はじめに小さくこきざみなゆれ(初期微動)があり、続いて大きなゆれ(主要動)が来ます。初期微動は伝わる速さが速いP波、主要動は遅いS波によって起こります。P波とS波の語は学習指導要領解説には出てきませんが、このプリントでは用語として問います。初期微動が続く時間(初期微動継続時間)は、震源から遠いほど長くなります。学習指導要領では、初期微動継続時間と震源までの距離の関係は「定性的な関係に触れる」扱いです。このプリントでは一歩進んで、P波 6 km/s、S波 3 km/s として、震源からの距離 = 6 × 初期微動継続時間の計算も練習します。ゆれの強さを観測地点ごとに表したものが震度(0〜7の10段階)で、地震そのものの規模を表すのがマグニチュードです。震源が同じでも、震源から遠い地点ほど震度は小さくなる傾向があります。

つまずきやすいところ

震源と震央を取り違えやすいです。「震源は地下、震央はその真上の地表」と、位置を言葉にして覚えます。
震度とマグニチュードが同じものに思えてしまいます。震度は「場所ごとのゆれの強さ」、マグニチュードは「地震そのものの規模」と、何についての数かを分けると区別しやすくなります。
P波とS波のどちらが初期微動を起こすのかが覚えにくいです。「先に着くのは速いP波で、初期微動を起こす」と、順番と結びつけておきます。
初期微動継続時間が長いほど震源に近い、と逆に考える間違いが見られます。P波とS波の到着時刻の差は、遠くへ行くほど広がります。
計算では、何を何で割るのかが混ざりやすいです。P波だけなら「距離 ÷ 6」、S波だけなら「距離 ÷ 3」、初期微動継続時間からなら「6 × 時間」と、式を言葉で確かめてから数を入れます。

教え方・声かけのコツ

「ゆれは2段階で来る」ことを、生活で感じるゆれ(はじめの小さなゆれ、続く大きなゆれ)と結びつけて話すと、用語が身近になります。
地震計の記録を見ながら、「ここで P波が着いた、ここで S波が着いた」と指さしで確認させると、初期微動継続時間の読み取りが定着します。
距離と時間のグラフは、縦軸と横軸が何かを先に読み取らせてから、速さ(距離 ÷ 時間)を求めさせます。
緊急地震速報のように、ゆれの伝わる速さの違いが生活に役立っていることにも触れると、学ぶ意味が伝わります。

運営者の見方

「ポイント」には、震源と震央・2つのゆれのまとめ、距離と時間のグラフから P波 6 km/s・S波 3 km/s を読み取る図、震度とマグニチュードのまとめ、初期微動継続時間から距離を求める例題(15 秒 → 90 km、120 km の地点に P波が届くのは 20 秒後)を並べました。マグニチュードが 1 大きくなるとエネルギーが約 32 倍になることも、補足として載せています。「問題」は3つの大問です。1つ目は震源・震央・P波・S波・震度・マグニチュードの用語、2つ目は P波 6 km/s・S波 3 km/s として距離や到着時間を求める計算、3つ目は地震計の記録(P波 9時10分00秒、S波 9時10分15秒)から初期微動継続時間と震源からの距離を読み取るグラフの問題です。地震は実験室で再現しにくいので、記録を読む問いで規則性をつかめるようにしました。学習指導要領では距離との関係は定性的に触れる扱いですが、問題集や定期テストでは速さを決めた計算がよく出るため、計算の大問を入れています。赤い字は赤シートで消える語句で、震源、震央、初期微動、主要動、P波、S波などを確かめられます。

よくある質問

Q. P波とS波は、どちらが先に届きますか。
A. P波の方が速く、先に届きます。P波が初期微動を、あとから届くS波が主要動を起こします。

Q. 震度が大きい地震は、マグニチュードも大きいのですか。
A. そうとは限りません。震度は観測地点ごとのゆれの強さで、震源からの距離などによって変わります。マグニチュードは地震そのものの規模です。

Q. 初期微動継続時間から、どうやって震源までの距離を求めますか。
A. このプリントでは P波 6 km/s、S波 3 km/s としているので、距離 ÷ 3 − 距離 ÷ 6 = 距離 ÷ 6 が初期微動継続時間になります。つまり距離 = 6 × 初期微動継続時間で、15 秒なら 90 km です。波の速さは問題ごとに与えられるので、その値で計算します。