修正されたMercali強度スケール

修正メルカリ震度階級（MM、MMI、またはMCS ）は、特定の場所における地震の影響を測定するものです。これは、地震の規模を表す マグニチュードとは対照的です。

マグニチュード尺度は、地震（深度が深いまたは浅い場所で発生する地震）の固有の力または強さを測定します。（「M w 」尺度が広く使用されています。）MMI尺度は、地表上の特定の場所における揺れの強さを測定します。これは、1902年にジュゼッペ・メルカリが考案したメルカリ震度尺度から発展しました。

地表で感じる揺れは地震によって放出される地震エネルギーによって引き起こされますが、地震によって発生するエネルギーが地震波として放射される量は地震によって異なります。また、地震が発生する深さも異なります。深い場所で発生する地震は地表との相互作用が少なく、エネルギーはより広い範囲に広がり、地表に到達するエネルギーはより広い範囲に広がります。揺れの強さは局所的です。一般的には震源地から離れるにつれて弱まりますが、堆積盆地や特定の未固結地盤では 揺れが増幅されることがあります。

震度スケールは、訓練を受けていない観測者によって報告された影響に基づいて経験的に震度を分類し、特定の地域で観測される可能性のある影響に合わせて調整されます。[ 1 ]機器による測定を必要としないため、機器による測定以前における過去の地震の規模と位置を推定するのに役立ちます。最大震度は一般に震源地に対応し、その程度と範囲（地元の地質条件に関する知識によって補強される場合もあります）を他の地元の地震と比較して規模を推定することができます。

歴史

イタリアの火山学者ジュゼッペ・メルカリは1883年に最初の強度スケールを策定しました。[ 2 ]このスケールは6段階または6つのカテゴリーから成り、当時の標準であった10度のロッシ・フォレル・スケールを「単に適応させたもの」と評され、現在では「多かれ少なかれ忘れ去られている」とされています。[ 3 ]メルカリが1902年に発表した2番目のスケールもロッシ・フォレル・スケールを適応させたもので、10度のスケールを維持しながら各段階の説明を拡張しました。[ 4 ]このバージョンは「利用者に好評」を博し、イタリア気象地球力学中央局に採用されました。[ 5 ]

1904年、アドルフォ・カンカーニは、非常に強い地震に「大惨事」と「甚大な大惨事」という2つの段階を追加し、12段階のスケールを作成することを提案しました。[ 6 ]カンカーニの記述には欠陥があったため、アウグスト・ハインリヒ・ジーベルクは1912年と1923年にそれを補足し、各段階における最大地盤加速度を示しました。 [ 7 ] [ 8 ]これは「ジーベルクによって定式化されたメルカリ・カンカーニ・スケール」または「メルカリ・カンカーニ・ジーベルク・スケール」、あるいは単に「MCS」として知られるようになり、[ 8 ]ヨーロッパで広く使用され、イタリアでは国立地球物理学火山研究所（INGV）によって現在も使用されています。[ 9 ]

1931年にハリー・O・ウッドとフランク・ノイマンがこれを英訳し（記述の修正と要約、加速基準の削除を含む）、彼らはそれを「1931年修正メルカリ震度スケール」（MM31）と名付けました。[ 10 ]一部の地震学者はこのバージョンを「ウッド・ノイマン震度スケール」と呼んでいます。[ 8 ]ウッドとノイマンは、震度の程度を評価する基準を減らした短縮版も作成しました。

ウッド・ノイマン震度スケールは1956年にチャールズ・フランシス・リヒターによって改訂され、彼の影響力のある教科書『初等地震学』に掲載されました。[ 11 ]彼はこの震度スケールが自ら開発したリヒター震度スケールと混同されることを望まなかったため、これを「1956年改訂メルカリ震度スケール」（MM56）と呼ぶことを提案しました。[ 8 ]

1993年に出版されたアメリカの歴史的な地震活動の概要[ 12 ]では、カール・ストーバーとジェリー・コフマンはリヒターの改訂版を無視し、ウッドとノイマンの1931年の地震規模をわずかに修正した解釈に基づいて震度を割り当てた。 [ a ]事実上、新しい、しかし大部分が文書化されていない規模のバージョンが作成された。[ 13 ]

米国地質調査所（および他の機関）が震度を判定する基準は、名目上はウッドとノイマンのMM31である。しかし、これは一般的にストーバーとコフマンが要約した修正を加えて解釈される。なぜなら、1931年以降数十年にわたり、「地震動の程度を示す指標として、ある基準は他の基準よりも信頼性が高い」からである。[ 14 ]また、建築基準や工法の進化により、多くの建築環境が強固になったため、ある震度でも地震動が弱く見えるようになった。[ 15 ]また、レールの曲がり、地割れ、地滑りなど、最も強い震度（X以上）の当初の基準の一部は、「地震動の程度よりも、大規模な崩壊が発生しやすい地盤条件の存在に関係している」。[ 14 ]

カンカニ（XIとXII）によって追加された「大惨事」と「甚大な大惨事」というカテゴリーは、あまり使用されていないため、現在のUSGSの慣例により、これらを「極端」という単一のカテゴリーに統合し、「X+」と略記されています。[ 16 ]

スケール値

MMIスケールの低い数値は、一般的に人が地震をどの程度感じるかを表します。高い数値は、観測された構造物の被害に基づいています。

この表は地震の震源地近くの地点で典型的に観測されるMMIを示しています。[ 17 ]

スケールレベル 最大地上加速度（約）[ 18 ]地盤条件 例
I. 感じない<0.0005  g 0 (0.0049 m/s 2 ) 特に好条件下においては、ごく少数の人を除いて感じられません。 2007～2008年のナスコ地震
II. 弱い0.003  g 0 (0.029 m/s 2 ) 特に建物の上層階では、静止している人は少数しか揺れを感じません。吊り下げられた物体は揺れることがあります。 2012年エルサルバドル地震
III. 弱い屋内、特に建物の上層階にいる人は、かなりはっきりと感じます。多くの人はこれを地震だと認識しません。停車中の車両はわずかに揺れることがあります。振動はトラックの通過時と同程度で、持続時間は推定されます。 1992年のニカラグア地震
IV. 光0.028  g 0 (0.27 m/s 2 ) 日中は屋内では多くの人が感じますが、屋外では少数の人が感じます。夜になると、目が覚める人もいます。食器、窓、ドアが揺れ、壁が割れる音がします。まるで大型トラックが建物に衝突したかのような感覚です。停車中の車は、はっきりと揺れます。 2006年パンガンダラン地震
V. 中程度0.062  g 0 (0.61 m/s 2 ) ほぼ全員が感じ、多くの人が目を覚ましました。皿や窓ガラスが割れたり、不安定な物がひっくり返ったり、振り子時計が止まったりするかもしれません。
VI. 強い0.12  g 0 (1.2 m/s 2 ) 全員が揺れを感じ、多くの人が恐怖を感じています。重い家具がいくつか移動され、漆喰が剥がれた箇所もいくつかありました。被害は軽微です。
VII. 非常に強い0.22  g 0 (2.2 m/s 2 ) 設計・施工が良好な建物では被害はごくわずかですが、しっかりとした一般的な建物では軽度から中程度の被害が出ます。施工不良や設計不良の建物では被害は甚大です。煙突が破損している場合もあります。自動車の運転者にも気づかれることがあります。
VIII. 重度0.40  g 0 (3.9 m/s 2 ) 特別に設計された建物では被害は軽微ですが、一般的な重厚な建物では一部崩壊するなど、かなりの被害が発生します。粗雑に建てられた建物では大きな被害が発生します。煙突、工場の煙突、柱、記念碑、壁などが倒壊します。重い家具が転倒します。少量の砂や泥が噴出します。井戸水に変化が生じます。運転者の通行にも支障をきたします。
IX. 暴力的な0.75  g 0 (7.4 m/s 2 ) 特別に設計された構造物では甚大な被害が発生し、優れた設計の骨組み構造物も崩壊します。堅牢な建物では被害が甚大で、一部が倒壊することもあります。建物は基礎からずれ、液状化現象が発生し、地下の配管が破損することもあります。
X. エクストリーム>1.39  g 0 (13.6 m/s 2 ) しっかりと建てられた木造建築物の一部が破壊され、石造・骨組み建築物の多くは基礎部分もろとも破壊された。レールは曲がっている。川岸や急斜面では土砂崩れが甚大で、砂や泥が流され、川岸から水が溢れ出ている。
XI. エクストリーム（石造）建造物はほとんど残っていない。橋は破壊され、地面には大きな亀裂が走り、地下パイプラインは完全に使用不能となっている。軟弱地盤では地盤崩落や土砂崩れが発生し、レールは大きく曲がっている。
XII. エクストリーム被害は甚大です。地面に波が立ち、視線と水平が乱れ、物体が空中に投げ出されます。

大きさとの相関

大きさ 典型的な最大修正メルカリ強度
1.0～3.0 私
3.0～3.9 II～III
4.0～4.9 IV～V
5.0～5.9 VI–VII
6.0～6.9 VII～IX
7.0以上 VIII以上
マグニチュード/強度比較、USGS

マグニチュードと震度は関連しているものの、全く異なる概念です。マグニチュードは地震によって放出されるエネルギーの関数であり、震度は地表上の一点で経験される揺れの度合いであり、震源地またはその付近で最大震度から、離れた場所ではゼロまで変化します。震度は、震源の深さ、地形、震源からの距離、地層が地表の揺れを増幅するかどうか、そして地震のメカニズムによる方向性など、多くの要因によって決まります。例えば、 1994年にボリビアのラパス県とベニ県の間で発生したマグニチュード8.2の地震は、深さ631.3kmで最大体感震度VIを記録したが、[ 19 ] 、1865年にイギリスのバロー・イン・ファーネスで発生したマグニチュード2.2の地震は、深さ約1kmで最大体感震度VIIIを記録した[ 20 ]。これは、マグニチュード8.2の地震がマグニチュード2.2の地震の10億倍のエネルギーを放出したにもかかわらずである[ 21 ] 。

小さな表はMMIスケールの度合いを示す大まかなガイドです。[ 17 ] [ 22 ]ここで示されている色と説明的な名前は、他の記事の特定のシェイクマップで使用されているものとは異なります。

サイトの強度推定と地震ハザード評価への応用

マグニチュード、震源から地点までの距離、そして場合によっては他のパラメータ（例えば、現地の立地条件）を与えられた場所におけるマクロ地震の震度を推定するための、数十の震度予測式[ 23 ]が発表されている。これらは、最大地動加速度などの計測強震動パラメータを推定するための地盤動予測式に類似している。震度予測式の概要が公開されている。[ 24 ]このような式は、マクロ地震の震度という観点から地震ハザードを推定するために使用することができ、マクロ地震の震度は計測強震動パラメータよりも地震リスクとより密接に関連しているという利点がある。 [ 25 ]

物理量との相関

MMIスケールは、揺れの振幅、揺れの周波数、最大速度、最大加速度といった、より厳密で客観的に定量化可能な測定値に基づいて定義されていません。人間が感じる揺れと建物の損傷は、低強度の地震では最大加速度と、高強度の地震では最大速度と最もよく相関します。[ 26 ]

モーメントマグニチュードスケールとの比較

一つの地震の影響は場所によって大きく異なるため、同じ地震に対して複数のMMI値が測定されることがあります。これらの値は、等震度分布図と呼ばれる等高線図を用いることで最もよく表示されます。ただし、各地震のマグニチュードは1つだけです。

参照

参考文献

注記

  1. ^これらの修正は主にIV度とV度に適用され、VI度は人工構造物への被害の報告を条件とし、VII度は「建物またはその他の人工構造物への被害」のみを考慮した。詳細はStover & Coffman 1993、3～4頁を参照。

引用

  1. ^ 「地震の深刻さ」米国地質調査所。2021年11月5日。
  2. ^デイヴィソン 1921、103ページ。
  3. ^マッソン、グリュンタール、スタッキ 2010、p. 414.
  4. ^デイヴィソン 1921、108ページ。
  5. ^マッソン、グリュンタール、スタッキ 2010、p. 415.
  6. ^デイヴィソン 1921、112ページ。
  7. ^デイヴィソン 1921、114ページ。
  8. ^ a b c d Musson、Grünthal & Stucchi 2010、p. 416.
  9. ^国立地球物理火山研究所. 「強度評価法」 . 2022年10月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年10月20日閲覧。
  10. ^ウッド＆ノイマン 1931 .
  11. ^リヒター 1958 ;マッソン、グリュンタール、スタッキ 2010 年、p. 416.
  12. ^ストーバー＆コフマン 1993
  13. ^ Grünthal 2011、p. 238。StoverとCoffmanの有効尺度に関する最も決定的な解説は、 Musson & Cecić 2012、§12.2.2にあります。
  14. ^ a bデューイら。 1995 年、p. 5.
  15. ^ダベンポート＆ダウリック 2002 .
  16. ^マッソン、グリュンタール、スタッキ 2010、p. 423.
  17. ^ a b「マグニチュードと強度」（PDF） . 米国地質調査所. 2022年3月5日閲覧。{{cite web}}:|archive-url=形式が正しくありません: タイムスタンプ (ヘルプ)CS1 メンテナンス: url-status (リンク)
  18. ^ 「地図上でのマクロ地震の震度表示 - ShakeMapドキュメント」米国地質調査所。2025年10月2日閲覧。
  19. ^ 「M8.2 – ボリビア、レイエスの北北西55km – 衝撃」 ANSS総合地震カタログ。米国地質調査所。
  20. ^ 「英国歴史地震データベース」英国地質調査所。 2018年3月15日閲覧。
  21. ^ "「どれくらい大きくなるのか…？」計算機」 earthquake.usgs.gov . 2025年8月11日閲覧。
  22. ^ 「修正メルカリ震度スケール」ベイエリア政府協会。2023年3月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年9月2日閲覧。
  23. ^アレン、ウォルド、ワーデン 2012 .
  24. ^ 「地動予測方程式（1964～2021年）、ジョン・ダグラス著、ストラスクライド大学、グラスゴー、イギリス」。
  25. ^ムッソン 2000 .
  26. ^ 「ShakeMapの科学的背景」米国地質調査所。2009年8月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年9月2日閲覧。

出典

さらに読む

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