地震と火山（知識）の問題
次の文章を読み、下の問いに答えよ。
地震が発生すると、震源からは P 波と S 波が同時に出る。P 波は（ a ）であり、S 波よりも速く伝わる。緊急地震速報は、震源に近い観測点で P 波をとらえて震源の位置や地震の規模を推定し、主に S 波による大きな揺れ（主要動）が届く前に、各地の予想される揺れの強さなどを知らせるしくみである。ただし、（ b ）地域では、速報が主要動の到達に間に合わないことがある。
問 文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次の表のア〜カのうちから 1 つ選べ。
| 記号 | a | b |
|---|---|---|
| ア | 振動の方向が波の進行方向と垂直な横波 | 震源に近い |
| イ | 振動の方向が波の進行方向と平行な縦波 | 震源から遠い |
| ウ | 振動の方向が波の進行方向と垂直な横波 | 震源から遠い |
| エ | 振動の方向が波の進行方向と平行な縦波 | 震源に近い |
| オ | 振動の方向が波の進行方向と垂直な横波 | 震源からの距離に関係なくすべての |
| カ | 振動の方向が波の進行方向と平行な縦波 | 震源からの距離に関係なくすべての |
この問題で使うもの
- 地震波の種類と性質（説明と入口の問題）
- 緊急地震速報のしくみ（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（5 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
P 波と S 波がそれぞれ縦波か横波か、そして伝わる速さの違いを思い出そう。
ヒント 2
P 波が届いてから S 波が届くまでの時間（初期微動継続時間）は、震源からの距離とどのような関係にあるかを考えよう。
ヒント 3
a は P 波が縦波か横波かで決まり、これで選択肢はイ・エ・カの 3 つに絞れる。あとは、P 波と S 波の到達時刻の差が小さい地域がどこかを考えればよい。
答えと解説
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エ
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解説を読む
【空欄 a】P 波は、媒質の振動の方向が波の進行方向と平行な縦波（疎密波）である。縦波は固体・液体・気体のいずれの中も伝わり、速さも S 波より大きい。一方、S 波は振動の方向が波の進行方向と垂直な横波で、固体中だけを伝わり、P 波より遅い。したがって a には「振動の方向が波の進行方向と平行な縦波」が入る。a を横波としている ア・ウ・オ は誤り。
【空欄 b】P 波と S 波は震源から同時に出るが、速さが違うため、観測点に P 波が届いてから S 波が届くまでの時間（初期微動継続時間）は、震源からの距離が大きいほど長く、小さいほど短い（震源距離に比例する：大森公式）。緊急地震速報は、P 波をとらえてから解析・発表・伝達をするまでに時間がかかる。震源に近い地域では、P 波と S 波の到達時刻の差がもともと小さいので、速報が届く前に S 波による主要動が到達してしまうことがある。逆に、震源から遠い地域ほど S 波が届くまでの時間に余裕があり、速報が間に合いやすい。したがって b には「震源に近い」が入る。b を「震源から遠い」とする イ・ウ は、遠い地域ほど余裕があることと逆なので誤り。「震源からの距離に関係なくすべての」とする オ・カ は、初期微動継続時間が震源からの距離によって変わることと矛盾するので誤り。
以上より、a が縦波、b が「震源に近い」の組み合わせである エ が正解。
別解
(a) P 波は振動方向が波の進行方向と平行な縦波（疎密波）で、S 波は進行方向と垂直な横波である。よって a は「縦波」。
(b) 緊急地震速報は、P 波の検知から解析・伝達までに数秒〜十数秒かかる。そのため、震源に近い地域では S 波（主要動）が速報より先に到達してしまい、間に合わないことがある（震源直下付近など）。よって b は「震源に近い」。
選択肢の検討：
ア：a が横波で誤り。
イ：a は正しいが、b が「震源から遠い」で誤り（遠いほど P 波と S 波の到達時間差が大きく、余裕が生まれる）。
ウ：a、b ともに誤り。
エ：a 縦波、b 震源に近い。ともに正しい。
オ：a、b ともに誤り。
カ：a は正しいが、b が「すべての地域」で誤り（遠い地域では間に合う）。
よって答えは エ。