大地くんも本格的な地震学に踏み込んできたね。ずいぶんマスターしたじゃないか。
ありがとうございます。先輩たちが震源メカニズムを見て議論しているのが気になっていたので、これで仲間入りできます。
では難しい質問をしよう。今回出てきた半球はどれも、面を2つ持っている。図の白と黒とが交差する面が2つあるだろう。
図1でいうと、bとcではそれぞれ右斜め下と左斜め下に半球を切るような面、dでは半球を縦に十字に切る2つの面ですね。
そうだ。観測された地震波から震源メカニズムの半球を作ったときに、どっちの面が断層面になっているか、どうやってわかるのだろう？
うーん。確かに、P波の押し引きから作られる震源メカニズムには、どちらが断層面になるかの情報はないよなあ。
さらに難しい質問だ。ひとつが現実的な断層面に対応しているとすれば、もうひとつの仮想的な面は一体何を意味しているのだろう？
全くわかりません。降参です。
まず、大地くんが言ったとおり、P波の押し引きだけからはどちらが断層面なのかは断定できないんだ。それを決めるには余震分布を調べたり、地表での隆起を見たりする必要がある。
そうか。余震は本震と同じ断層面内で起きることがほとんどですね。余震の震源位置を正確に調べていくことで、断層面が見えてくるのか。
そのとおりだ。さて、現実の断層に対応しない方のもうひとつの「仮想面」が何を意味しているか。地震が起きて地面の中で急激に断層が動いたら、地球に対して、ぐるっと回転させてしまうような力が働く。
ぐるっと回転？ さっぱりわかりません。
ははは。そうだろうな。よし、単純にいこう。図1-bでは右側が隆起しているが、地球はこのせいで反時計回りの回転の力を受ける。
断層面の周辺が、断層の動きによって、半球の上側ではやや左方向の、下側ではやや右方向の力を受けて、結果的に反時計回りに回転しそうになる、という理解でいいですか？
そうだ。ところが現実の地球は地震が起きても回転したりはしない。回転も運動の一種だが、運動すべきものが運動していない時には、見えない力が働いているから、と考えるのが物理学の世界の鉄則だ。
わかりました！ その見えない力によって生じているはずの仮想的な断層面が、もうひとつの面というわけですね。
そうそう。雰囲気はわかってもらえたかな。仮想的な面もあることは、1930年代から日本人研究者によって、世界に先駆けて提唱されてきた。大地くんもぜひマスターしてくれたまえ。
震源のメカニズムは、プレートがどういう力の場をもたらしたのか、つまりテクトニクスを反映している。そしてそのメカニズムを知るには、地震波の観測が必要だ。P波の最初の押し引きから震源のメカニズムをコンピュータで自動的にいち早く求めるシステムも、さまざまな地震学者によって開発されている。これまで勉強してきたテクトニクスと地震の発生がだいぶつながってきたぞ。それから、どうして物理や数学を勉強する必要があったのかもわかった。教養課程以来の数学を、もう一度やってみようかな、なんて思っている。