原題を控えるのを忘れました。「earthquake」で検索するとみつかります。
　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼をもうしあげます。
　図版は省略しました。
　以下、本篇です。（ノー・チェックです）

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「地震とその他の地殻変動」の開始 ***

国際科学シリーズ
第5巻
国際科学シリーズ
地震
と
その他の地殻変動
ジョン
・ミルン（ 東京
帝国工科大学鉱業地質学教授）
38桁の数字
ニューヨーク
D. アップルトン・アンド・カンパニー
ボンドストリート 1、3、5
1886
序文

以下のページでは、さまざまな地球の動きを体系的に説明することを目的としています。

これらには、地震（突然の激しい地面の動き） 、地動（振幅が小さいため注意を逃れる微細な動き）、地球脈動（周期が長いため見過ごされる動き）、そして最後に、地球振動（地質学上の重要性から非常に注目を集める長周期で振幅の大きい動き）が含まれます。

これらの地球の動きは、程度の差はあるものの、発生や起源においては密接に関連している現象であるため、互いに切り離すことは困難です。

地震は、太古の昔から世界中の注目を集めてきた現象であり、多くの観察が行われてきたため、かなり長い時間をかけて扱われています。

他の地球の運動について言えることの多くは地震について言われていることと共通している。 6これらの現象の説明を比較的短くすることが可能になりました。

採用された計画は次の表から理解できるだろう。

I.地震。

1. はじめに
2. 地震測定
3. 地震動
   {
   （a）理論的には。
   （b）実験から推測されるもの。
   （ｃ）実際の地震から推定されるもの。
4. 地震の影響。
   {
   （ａ）陸上で。
   （b）海の中で。
5. 地震発生源の特定
6. 地震の分布
   {
   （a）宇宙で。
   （b）時間的（地質学的時間、歴史的時間、年間、季節、日周など）
7. 地震の原因。
8. 地震の予知と警告。
   II.地震の揺れ。
   III.地球の脈動
   IV.地球の振動。
   場合によっては、上記の図式に従って現象を分類すると、不正確になることがあります。たとえば、地震の影響と原因について言及している章などです。

これは、地震と他の地球現象との関係が十分に解明されていないことに起因しています。したがって、海岸線の急激な隆起とそれに伴う地震は、結果と原因、あるいはその逆として関連している可能性があり、あるいは両方とも第三の現象の結果である可能性もあります。

七

地震動に関する記述の多くは、これらの擾乱について私たちがいかに正確な知識を持っていないかを示している。もし私がイギリスで執筆し、地震学関連の分野の権威である図書館や人物に言及する立場にあれば、以降のページはより充実したものとなり、不正確な記述は避けられただろう。以降のページに掲載されている内容の大部分は、私が8年間日本に滞在していた際に行った実験と観察に基づいている。日本では毎週地震を記録する機会があった。

最も感謝しているのはロバート・マレット氏です。原典の回想録を参照する立場にないため、カール・フックス教授とディ・ロッシ氏の著作から多くの例を挙げました。これらの著者、および参考文献として挙げた他の著者の著作については、付録に掲載しています。

これらのページが印刷されるにあたり、日本に滞在中に観測地震学の発展に多大な貢献をされたトーマス・グレイ氏に感謝の意を表します。

実験計画の立案において助言と支援をいただいた同僚のT. Alexander教授、T. FUKOGAWA氏、そして故John Perry教授に感謝の意を表します。

地震観測の際には、日本各地の友人、特に横浜のJ.ビセット氏とT.タルボット氏に多大なるご支援を賜りました。8 イタリアの情報源からはF.デュボイス博士、ドイツの情報源からはC.ネット教授、そして日本の情報源からはB.H.チェンバレン氏に感謝申し上げます。実験の実施にあたっては、英国地質学会、ロンドン地質学会、日本の気象庁・電信局、そして私の所属する帝国工科大学の役員の皆様のご厚意に感謝申し上げます。

最後に、日本地震学会の設立と活動に携わった方々、そして極東の住民の努力をヨーロッパの人々に届ける機会を与えてくださった出版社の方々に心から感謝申し上げます。

ジョン・ミルン。

東京、日本; 1883年6月30日

9
コンテンツ。

第1章
導入。
ページ
人間と自然の関係—国の様相は地質学的現象に左右される—地震は重要な地質学的現象である—地震学と科学・芸術との関係—地震以外の地球の運動—地震学文献—（ペリー、マレットの著作、東洋の文献、王立協会哲学紀要、『ジェントルマンズ・マガジン』、聖書、ヘロドトス、プリニウス、ホプキンス、フォン・ホフ、フンボルト、シュミット、ゼーバッハ、ラソール、フックス、パルミエリ、ベルテッリ、日本地震学会の著作）—地震学用語
1
第2章
地震測定。
地震の振動の性質 – 地震計と呼ばれる多くの機器 – 地震計 – 東洋の地震計、柱状地震計、投影地震計 – 液体を満たした容器 – パルミエリの水銀管 – 船舶地震計 – カチャトーレ – クライル、ワグナー、ユーイング、グレイの振り子式地震計 – ブラケット式地震計 – 西洋の平行運動式地震計 – グレイの円錐振り子、転動球、円筒 – フェルベックの球状地震計とプレート式地震計 – ペリーとエアトンの原理 – 垂直運動式地震計 – 記録受信機 – 時刻記録装置 – グレイとミルンの地震計
12
×第3章
理論的に議論された地震動。
古代人の考え（トラヴァジーニ、フック、ウッドワード、ストゥークリー、ミッチェル、ヤング、マレットの見解）—弾性波と振動の性質—地殻の擾乱の考えられる原因—地球粒子の振動時間—粒子の速度と加速度—岩石の弾性係数の実験によって決定された擾乱の伝播—地震の強さ—最大転倒モーメントの領域—地震波—波の反射、屈折、干渉—擾乱の放射
41
第4章
実験から推定された地震動。
落下する重りの実験—爆薬の実験—実験から得られた結果—隣接する2点の相対運動—丘と掘削が振動の伝播に及ぼす影響—人工的な擾乱の強度—地盤振動の伝播速度—マレットの実験—アボットの実験—日本での実験—マレットの結果—アボットの結果—日本で得られた結果
57
第5章
地震の観測から推定される地震動。
感情の結果—動きの方向—方向を示す機器—地震の持続時間—振動周期—地震動の振幅—最大運動側—地震の強さ—地球粒子の速度と加速度—地震の絶対的な強さ—地震の放射—伝播速度
67
11第6章
地震が建物に及ぼす影響。
建物の破壊は不規則ではない—建物のひび割れ—東京の建物—破壊と地震動の関係—地震で揺れた建物の各部の相対運動の測定—ひび割れの防止—ひび割れの方向—屋根の傾斜—壁の開口部の相対位置—最後の家—建物の揺れ—相対振動周期の原理
96
第7章
建物に及ぼす影響（続き）
地震国で使用されている建物の種類—日本、イタリア、南米、カラカス—地震国の典型的な家屋—地盤の岩盤の性質による破壊—山の揺れ—丘陵面の支持不足—地震の影—波の干渉による破壊—地震橋—地震の影響の例—建物の保護—一般的な結論
122
第8章
地震が陸上に及ぼす影響。

1. 亀裂と裂け目 ― 裂け目から排出される物質 ― 亀裂現象の説明。2. 湖、河川、泉、井戸、噴気孔などの変動 ― これらの現象の説明。3. 地盤の恒久的な変位 ― 海岸線 ― 平地 ― 山岳地帯 ― これらの動きの説明
   146
   第9章
   海洋の混乱。
   海の振動 – 振動の原因 – 海の波：先行する地震、後続の地震 – 波の規模 12—発生源から遠く離れた国で記録された波—潮位計の記録—地震を伴わない波—波の原因—説明の難しい現象—伝播速度—海の深さ—計算例—地震波の速度と既知の海の深さから存在するはずの速度の比較
   163
   第10章
   地震発生源の特定。
   起点のおおよその決定—日本における地震探査—運動方向による決定—建物の破壊が示す方向—回転による方向の決定—回転の原因—時間観測の利用—そのような観測における誤差—直線法による起点の決定—円法、双曲線法、座標法—ホートン法—音波、地波、水波の時間差—ゼーバッハ法
   187
   第11章
   地震の中心の深さ。
   地震の中心の深さ—地震の最大可能深度—震源空洞の形状
   213
   第12章
   地震の空間的および時間的分布。
   地震の一般的な分布—線に沿った発生—分布の例—1873年のイタリア地震—東京—地震境界の拡張—地質学的時間および歴史的時間に対する地震エネルギー—地震の相対的頻度—地震の同期性—二次地震
   226
   13第13章
   地震の時間的分布（続き）
   234
   第14章
   地震の時間的分布（続き）
   天体の位置と地震の発生の関係—地震と月—地震と太陽、季節、月—惑星と流星—地震が頻繁に発生する時間帯—地震と太陽黒点—地震とオーロラ
   250
   第15章
   気圧の変動と地震—気温の変動と地震
   266
   第16章
   地震と火山現象の関係。
   地震と火山噴火の同期性の欠如—地震と火山噴火の同期性—結論
   270
   第17章
   地震の原因。
   地震の原因に関する現代の見解—断層運動による地震—水蒸気爆発—火山噴火—化学的劣化—天体の引力—海洋潮汐の影響—気圧の変化—気温の変動—風と地震—雨と地震—結論
   277
   14第18章
   地震の予測。
   予言の一般的な性質 – 異常現象の観察による予言（泉の外観と味の変化、地下の音、初期微動、地震予言者 – 動物による警告など） – 地震警報
   297
   第19章
   地震の揺れ。
   人工的に作り出された微動—ケーター、デンマン、エアリー、パーマー、ポールの観測—自然微動—ツェルナー、M.ダバディ、GH、H.ダーウィンの観測—日本での実験—地震計、マイクロホン、振り子を使用—イタリアでの研究—ベルテッリ、マルヴァジア伯爵、MSディロッシ—イタリアで使用された機器—トロモメーター、微小地震計、マイクロホン—イタリアで得られた結果—日本—微小地震動の原因
   306
   第20章
   地球の脈動。
   地球脈動の定義—振り子の兆候—レベルの兆候—地球脈動の存在を示すその他の現象—湖や海の乱れ—地球脈動に起因する現象—地球脈動の原因
   326
   第21章
   地球の振動。
   振動の証拠—振動の例—ジュピター神殿セラピス—ダーウィンの観察—振動の原因
   344
   付録
   349
   索引
   359
   1
   地震。

第1章
導入。
人間と自然の関係 – 国の様相は地質学的現象に左右される – 地震は重要な地質学的現象である – 地震学と科学および芸術との関係 – 地震以外の地球の運動 – 地震学の文献 – (ペリー、マレットの著作、東洋の著作、王立協会哲学論文集、『ジェントルマンズ・マガジン』、聖書、ヘロドトス、プリニウス、ホプキンス、フォン・ホフ、フンボルト、シュミット、ゼーバッハ、ラソー、フックス、パルミエリ、ベルテッリ、日本地震学会の著作) – 地震学用語。
かつて 迷信の深かった時代、雷鳴は超自然的な出来事とみなされていました。しかし、これらの現象がより深く理解され、人々がその破壊的な力を避ける方法を学ぶにつれて、この迷信は徐々に払拭されていきました。地震についても同様です。地震が明確に理解されるほど、人は法則の普遍性に確信を持つようになり、精神状態も向上するでしょう。

バックルは『イングランド文明史』の中で、地震や火山活動、その他の自然現象がどのようにしてその姿を現すかに重点を置いた。2 私たちにとって、地震は想像力と理解力に影響を及ぼしてきました。そして、突然の恐怖が子供の神経に一生涯影響を及ぼすのと同じように、地震学の記録には、地震が社会全体の精神状態に重大な影響を及ぼさなかったわけではないことが示されています。

地質学者にとって、地震ほど興味深い自然現象はおそらくないでしょう。地震学と呼ばれる研究は、地震が火山地帯で発生することが多いためです。地震波は地層から地層へと伝わりますが、その反射や伝播速度の変化を研究することで、私たちの視界の奥深くに埋もれた岩石構造を発見できることがよくあります。地震波の助けがなければ、それらについて何の知識も得られないでしょう。

地震波の伝播を研究することで、物理学者は弾性媒体における擾乱の伝播に関する自身の推測を裏付けることができます。物理学者にとって、地震は自然界に存在する岩石の弾性係数を知るための巨大な実験であり、適切に解釈すれば、これまで理解されていなかった多くの現象を正しく理解する助けとなる可能性があります。地震学的研究によって、地球の磁気や、地震と電信線に現れる「地電流」との関連性について何らかの知見が得られる可能性も否定できません。これらをはじめとする数多くの類似の問題は、物理学者の領域に包含されています。

気象学者にとって、地震と気圧計の変動、気温の変化との間におそらく存在する関係を知ることは興味深いことである。3 温度計、降雨量、そして彼が注意を向ける同様の現象。

次に、地震学のより実践的な目的に目を向け、地震が建物にどのような影響を与えるのか、そして地震多発国では建物を地震に耐えさせるにはどうすればよいのか、という問いに自問してみましょう。ここで私たちは、技術者や建設業者が注意を払うべき問題に直面しています。私たちが望む結果を得るには、観察力、常識、そして繊細な推論を駆使してこの問題に取り組まなければなりません。

地震計が記録を作成する原理の調査、地震計が示す結果の分析、天文学、物理学、建築に関連する問題において、地震学は数学者に新たな研究分野を提供します。

地震が下等動物に及ぼす影響を研究することは、自然史を学ぶ学生にとって必ず興味をそそるであろう。

地震学のような研究は、地球の熱とその作用に関するより完全な知識へと導き、地質学の礎石の一つとみなされるべきです。地震学という科学は、自然科学のほぼあらゆる分野の研究者や思想家の協力を必要としています。

地震が人間の精神に及ぼす影響については既に述べました。地震を予測し、その危険から逃れる方法は、もし解決できれば、世界全体が極めて関心を寄せる問題です。

地震学者は、地震と呼ばれる突発的で激しい動きに加えて、地殻変動と呼ばれるより小さな動きも調査する必要がある。近年の観測から、4 私たちが住んでいる地面は、絶えず震えながら動いているように見えます。

地震学者が取り組むべき更なる研究テーマは、「地球脈動」と呼ばれるものの存在を実験的に検証することです。これは数理物理学者が存在を認めていた運動ですが、その周期が遅いため、これまで観測されていませんでした。

陸と海の相対的な位置の振動、つまりゆっくりとした変化も含まれる可能性がありますが、これはすでに地質学の独立した分野として取り上げられています。

これら4つの種類の運動は相互に依存していることは疑いなく、広義の地震学はこれらすべてを包含するものとして都合よく用いられるだろう。次章では、これらの分野のうち最初の3つがどの程度研究されてきたかを示し、また、今後どのような研究が残されているかを指摘したい。しかしながら、多くの記録が散在し不確実なため、これまでに行われた地震学的研究の量を正確に推定することは困難である。科学としての地震学は、文明の中心が最も混乱した地域にあることは稀であり、地震の多い国々は互いに大きく離れているという事実から、比較的最近に始まった。

居住可能な地球上のあらゆる部分が、多かれ少なかれ地震によって揺さぶられてきたように思われ、また、これらの現象が本質的に非常に恐ろしいものであることから、地震学に関する文献が膨大である理由も容易に理解できます。歴史書が存在するほぼすべての国の年代記には、地震による擾乱について言及されています。

地震がいかに注目を集めてきたかは、ディジョンのアレクシス・ペリー教授が60冊もの回顧録を出版していることからもわかる。5 この主題に関して、1856年に地震学に関する1,837冊の目録を作成した。[1] 1858年、ロバート・マレット氏は『大英協会報告書』の中で地震に関する数百冊の著作のリストを発表した。これらの著作のうち65冊は大英博物館に所蔵されている。文献に関して言えば、地震は東洋でも西洋と同様に大きな注目を集めてきた。中国では地震を扱った著作が数多くあり、これらの現象がどれほど注目されたかは、西暦136年に政府がこの問題を調査する委員会を設置したという事実から判断できる。孤立した帝国である日本でさえ、少なくとも65冊の地震に関する著作を誇り、そのうち7冊は地震暦、23冊は地震に関するモノグラフである。[2] 地震を特に扱ったもののほかにも、様々な歴史書、学会誌、定期刊行物において、こうした擾乱について無数の言及がある。これまでに書かれた本の完全なカタログを作成しようとすると、何年もかかる編集作業に着手することになり、決して満足のいく形で完了することはできないでしょう。

18世紀に発行された『王立協会哲学紀要』には、地震に関する約180編の論文が掲載されており、1755年の『ジェントルマンズ・マガジン』には、同じ主題に関する50以上のノートや記事が掲載されている。1750年から1760年にかけてイギリスで地震への関心が高まったのは、主に1755年にリスボンを襲った恐ろしい災害と、この頃イギリス諸島の各地で複数の地震が観測されたためである。1750年、おそらく6 イギリスの地震の年とも言えるこの地震について、「3月14日にはサリーで揺れを感じ、同月18日にはイングランド南西部全体が震撼した。4月2日にはチェスターが揺れ、6月7日にはノリッジが震撼し、8月23日にはランカシャーの住民は恐怖に陥った。そして9月30日には礼拝中に揺れを感じ、滑稽で恐ろしい光景が繰り広げられ、会衆は慌てて外へ出た。」[3] 当然のことながら、これらの出来事は地震というテーマに注目を集める多くの記事やノートを生み出した。

しかしながら、地震に関する文献は必ずしも地震活動の尺度となるものではありません。例えば、日本では12世紀と16世紀の地震記録にはほとんど震動に関する記述がありません。一見すると、これは地震がなかったためだと想像されるかもしれませんが、当時は内戦が続いており、住民は自然現象の記録よりも緊急性の高い事柄に関心を寄せていたという事実によって十分に説明がつきます。アメリカ大陸における地震活動に多大な関心を寄せてきたロックウッド教授は、最近のチリとペルーの争いにおいても同様の断絶が見られると述べています。したがって、記録がないということは、必ずしも記録されるべき現象がないことを意味するわけではないことがわかります。

おそらく、現存する最も古い地震の記録は、聖書に記されているものでしょう。最初の地震はパレスチナで発生したと伝えられており、アハブ王（紀元前918～897年）の治世中に発生しました。[4]聖書に記されている最も恐ろしい地震の一つは、ユダの王ウジヤ（紀元前811～759年） の時代に起こった地震です。7 地震は地面を揺るがし、神殿を裂いた。この地震の恐ろしさ、そして人々の心に深く刻まれた印象は、その発生時刻が後に年代を数える基準として用いられたという事実から読み取ることができる。

ヘロドトス、プリニウス、リウィウスらの著作は、地震が古代においてどれほど人々の関心を集めていたかを示している。これらの著述家は、主に災害的な地震の記録や記述、そして地震の原因に関する理論の構築に尽力した。

日本の地震に関する記録の大部分は、これらの災害が発生した際に起こった出来事に関する逸話の羅列に過ぎません。また、迷信的な信仰、奇妙な出来事、そして地震と他の自然現象との明らかな関連性についても言及されています。これらの点で、東洋の文献は西洋の文献とよく似ています。しかしながら、東洋の地震暦は、ヨーロッパに類似するものはほとんど見当たらない種類の書籍です。[5]一方、ヨーロッパには、他の地域には見られないような種類の書籍やパンフレットがあります。これらは、多かれ少なかれ神学的な著作であり、「地震に関する道徳的考察」、地震の際に説かれた「説教」、朗読が定められた「祈祷」などです。[6]

一般的に言えば、古代人や中世から 19 世紀初頭までの著作は、迷信を広め、根拠となる事実が少なく不完全な憶測に基づく理論を広める傾向があったと言えるでしょう。

8

近代において地震学をより高いレベルに引き上げようとなされた努力の一つに、ディジョンのペリー教授によるものがあります。彼は1840年に世界中の地震を網羅した一連の大規模なカタログの作成に着手しました。これらのカタログにより、ペリー教授、そして後にマレット教授が英国地震協会に提出した報告書では、季節やその他の現象との関連において、地震の周期性について、それ以前の研究者には不可能であったより一般的な方法で議論することが可能になりました。こうして蓄積された事実に基づき、マレット教授は地震全般について議論することが可能となり、そこで提示された様々な現象は精査・分類され、検証されました。観測地震学にもう一つ大きな刺激を与えたのは、マレット教授による1857年のナポリ地震に関する報告書であり、この報告書によって地震調査の新しい方法が提示されました。これらはその後の多くの観測者の作業ツールとなり、マレットは、人工的に作り出した擾乱の実験と合わせて、地震が他の自然現象と同様に理解し調査できるものであることを示して、最終的に地震の研究を推測の領域から引き出した。

ペリーとマレットに加え、19世紀には地震学の発展に多大な貢献を果たした多くの著述家が輩出されました。フォン・ホフのカタログ、フンボルトの観測記録、ホプキンスの理論的研究、シュミット、ゼーバッハ、ラソールなどのモノグラフ、フックス、クレドナー、フォークト、フォルガーの著書、パルミエリ、ベルテッリ、ロッシなどのイタリアの観測者による記録と観測などが挙げられます。これらは長大なリストの中のほんの一部に過ぎませんが、さらに以下の出版物も加えることができます。 9スイス自然史協会が地震観測のために設置した委員会と、日本地震学会が発行した書籍。

この章を締めくくる前に、地震現象を説明する際に用いられる一般的な用語をいくつか定義しておくと良いだろう。英語のearthquake（地震）、ドイツ語の erdbeben （震え） 、フランス語のtremblement de terre（地響き）、スペイン語のterremoto（地震）、日本語のjishin（地震）などは、いずれも文字通り訳すと「 地を揺るがす」という意味で、一般的には突然の、多かれ少なかれ激しい揺れを意味すると理解されている。

地震学（σειμόςは地震、λόγοςは談話）は、最も簡潔な意味では地震の研究を意味します。地震学用語のギリシャ語版に整合させるため、一部の研究者は「地震」という馴染み深い表現を捨て去り、「地震」という扱いにくい言葉に置き換えました。

地震が発生する源は、「震源」、「震源空洞」、または「中心」と呼ばれます。

震源より上の地表上の点または領域は「震央」と呼ばれます。震央と震央を結ぶ線は「地震鉛直線」と呼ばれます。

地震が震源から伝播する放射状の線を「波の経路」と呼びます。

波が地表に到達する経路と地表とのなす角度を「出現角」といいます。この角度は通常、eで表されます。

均質な媒体の一点での単純な爆発の結果として、理論的には、媒体の表面上の等距離の点で10 震源からの距離が等しい場合、力学的影響は等しくなります。これらの点は、「等震円」または「等震時円」と呼ばれる円上に位置し、このような2つの円で囲まれた領域が「等震域」です。しかし、自然界では、等震線が円になることは稀で、楕円形や不規則な曲線が一般的です。

最も大きな擾乱が発生した等震域は「メイゾセイスミック領域」と呼ばれます。シーバッハはこの領域を囲む線を「プレストセイス」と呼んでいます。

最後に述べたこれらの行はすべて、マレットとゼーバッハによるものです。

地震の種類を区別するために、様々な言葉が用いられています。しかし、それらはすべて非常に曖昧で、観測者の感情に左右され、その感情は観測者の神経質な気質や状況に左右されるようです。

南米では、被害を及ぼすほどの強さではない一連の急速に繰り返される振動運動で構成される小さな地震は、トレムベロレスと呼ばれています。

南米のテレモト地震は、明確な揺れが知覚される破壊的な性質を持つ地震です。ある場所ではテレモト地震と表現される揺れが、別の、より遠く離れた場所ではトレベロレス地震 と表現される可能性が高いことに 注意が必要です。

サッカサトーレとは、かなりの垂直方向の揺れを伴う地震のことです。1797年2月4日に発生したリオバンバの恐ろしい地震は、死体を墓から100フィートの高さまで吹き飛ばしたと言われており、この規模の地震でした。

渦巻はねじれや回転運動を伴う衝撃波です。

地震を説明する別の方法は 11機器記録を参照する場合。地盤の振動が観測者と震源地を結ぶ線に沿ってのみ発生している場合、その擾乱は「ユートロピック」と呼ばれる。顕著な動きが上記の方向に対して横方向である場合、その擾乱は「ダイアゴニック」と呼ばれる。記録にこれらの方向の両方の動きが記録されている場合、その震動は「ディアストロフィック」と呼ばれる。垂直方向の動きが大きい場合、その震動は「アナセイスミック」と呼ばれる。一部の擾乱は、これらの用語のうち2つか3つしか用いない場合が多い。

12
第2章
地震測定。
地震の振動の性質 – 地震計と呼ばれる多くの機器、地震計のみ – 東洋の地震計、柱状地震計、投影地震計 – 液体を満たした容器 – パルミエリの水銀管 – 船舶地震計 – カチャトーレ – クライル、ワグナー、ユーイング、グレイの振り子式機器 – ブラケット地震計 – 西洋の平行運動式機器 – グレイの円錐振り子、転がり球、円筒 – フェルベックの球および板式地震計 – ペリーとエアトンの原理 – 垂直運動式機器 – 記録受信機 – 時間記録装置 – グレイとミルンの地震計。
現代の地震学的研究の目的である地震動の本質について議論する前に、読者は当然のことながら、こうした擾乱を記録するために用いられてきた様々な機器についての説明を求めるであろう。日本においてさえ用いられてきた地震計について説明しようとすると、膨大な書籍になってしまう。したがって、ここでできることは、これらの機器の中でも特に重要な機器のいくつかについて、その顕著な特徴を簡潔に述べることくらいである。これらの機器の相対的な利点をより良く理解してもらうために、一般的に言って、現代の研究では典型的な地震は、一連の小さな微動と、それに続く1回または複数回の震動から成り、その間に多少なりとも不規則な地盤の振動が挟まれるという構成になっていると述べておく。これらの振動は、周期が不規則であることが多い。13 地震の規模は大きく、振幅も大きく、継続時間は数秒から数分です。実際の地震の記録については後の章で説明しますが、当面は、地震が単一の衝撃波で構成されているという考えは捨て去る必要があります。

地震発生時に動作し、その動きを記録する機器を製作するのは、それほど難しいことではありません。この種の装置は地震計と呼ばれます。しかし、地震を構成する各振動の周期、大きさ、方向を知りたい場合は、かなりの困難を伴います。このように地球の動きを測定または記録する機器は、地震計または地震計と呼ばれます。

電磁力と時計仕掛けの装置を補足した精巧な計器の多くは、調べてみると、誤って地震計と呼ばれてきた精巧な地震計に過ぎないことがわかります。

これまで発明された真の地震計に近いものは、間違いなくここ数年日本で使用されてきたものだけです。しかしながら、様々な機器を地震計、地震計、地震計に分類するのはやや恣意的な扱いでしょう。なぜなら、ある機器の記録は、擾乱の性質に応じて、地震計特有の性質を持つ場合もあれば、地震計特有の性質を持つ場合もあるからです。例えば、多くの機器は、突然の単一の動きをかなり正確に記録しますが、継続的な揺れについては信頼できる情報を提供しません。

東洋の地震計。—歴史上の記録が残る最も古い地震計は、中国人の趙公（ちょうこう）が発明したものです。西暦136年に発明されました。中国の『趙公』には、地震計に関する記述が記されています。14 『後漢状』と呼ばれる歴史があり、この記述を翻訳すると次のようになる。

図1.
閻魔大王元年（西暦136年）、長興という名の中国人が、添付の図に示す地震計を発明した。この計器は球形の銅器で、直径は8フィートである。上部は蓋がされており、形はワインボトルに似ている。外側には様々な鳥や動物の図柄と、古風で奇妙な文字が刻まれている。計器の内部には、8方向に動くように柱が吊り下げられている。また、瓶の内側には、柱の動きに応じて地震の記録が作成される仕組みがある。瓶の外側には、それぞれ8つの龍の頭が描かれている。15 柱の口にはボールがくわえられています。その頭の下には8匹のカエルがいて、まるで龍の顔を見張っているかのように配置されています。もしボールが落ちたら、すぐに受け止められるように。柱が龍の口からボールを​​叩き出す仕組みはすべて、瓶の中に巧みに隠されています。

「地震が起きて瓶を振ると、龍は瞬時に玉を落とし、それを受け取った蛙は激しく振動します。この装置を観察すれば誰でも簡単に地震を観測できます。」

この配置により、1 匹のドラゴンがボールを落としたとしても、動きがすべての方向に及ばない限り、他の 7 匹のドラゴンがボールを落とす必要はありません。そのため、地震の方向を簡単に知ることができます。

昔、竜が玉を落としたが地震は観測されなかったため、人々はその器具が役に立たないと考えていた。しかし二、三日後、盧西で地震が発生したという知らせが届いた。これを聞いて、この器具の有用性を疑っていた者たちも再び信じるようになった。この独創的な器具が趙光によって発明された後、中国政府は賢明にも地震観測を行う書記官を任命した。

この楽器は、その古さゆえに興味深いだけでなく、現代の多くの楽器とよく似ている点でも興味深いものです。

東洋起源のもう一つの地震観測機器は、日本の磁気地震計です。

1855年の東京の多くの地域を壊滅させた大地震の夜、浅草の眼鏡店の主人は、磁石が落ちてくるのに気づきました。16 磁石には古い鉄釘と鍵がいくつか付いていた。この出来事から、持ち主は磁石が経年劣化で力を失ってしまったのだと思った。しかし、約2時間後に大地震が起こり、その後磁石が力を取り戻したことが観察された。この出来事をきっかけに地震計が作られ、それは『安政見聞録』という1855年の地震の記録に描かれており、東京では今でもその機器の例を見ることができる。この機器は磁性を持つ鉄鉱石の塊で構成され、鉄片を釘のように支えている。この釘は紐でゼンマイ仕掛けの列とつながっており、警報装置と連動している。釘が落ちると留め具が外れてゼンマイ仕掛けが動き出し、ベルが鳴って警報が鳴る。この機器がうまく作動した例はこれまでなかったようだ。

柱。—最も一般的な地震計の一つであり、広く用いられてきた地震計は、木材、金属、またはその他の適切な材料で作られた円柱で構成され、軸を垂直にして水平面上に設置され、転倒した場合に転がらないように砂などの柔らかい材料で囲まれている。このような円柱の倒れは、揺れや衝撃が発生したことを示す。様々な大きさの円柱を複数用いてこれらの表示を地震計的なものとする試みがなされてきたが、衝撃の強さや方向に関して信頼できる情報を提供することはほとんどない。揺れの強さを示す指標は、長時間にわたる穏やかな揺れによって、非常に大きな突然の衝撃にも耐えられる円柱が倒れてしまうという事実によって損なわれる。また、複数の円柱が倒れる方向は、揺れによって回転運動が加えられるため、ほとんど一致しない。さらに、動きの方向は17 地震の震源は、擾乱全体を通じて同じ方位に留まることはほとんどない。

ガラス片、ピン、あるいは転倒しやすい物体を適切な支持台に立てかけることで、極めて繊細でありながらもシンプルな地震計を作ることができます。このようにして物体を配置すると、一方向にしか倒れないにもかかわらず、横方向の支持なしに立っている柱を転倒させるのに必要な動きよりもはるかに小さな動きで倒れます。

投射式地震計。物体の転倒を利用する地震計や地震計と密接に関連している。マレットは、物体の投射距離に応じて指示値が異なる2組の装置について述べている。そのうちの1つは、直角に配置された2つの類似した部品で構成されており、2つの傾斜した 溝の下部にあるストッパーの両側に、2つの金属球がそれぞれ載っている。この位置で、それぞれの球は電気回路を形成する。衝撃によって球は溝を突き上げられ、あるいは転がり上がり、その高さは回路の断線間隔で記録される。運動の垂直成分は、この装置が載っている台を支えるバネの圧縮によって測定される。2つ目の装置では、2つの球が順に投射され、1つは衝撃の前方への振動によって、もう1つは後方への振動によって投射される。これらの球には、回路の端子となる配線が取り付けられている。衝撃波は、回路のもう一方の端を形成する金属製の溝の中の湿った砂の層に捕らえられます。砂の中で測定されたボールの投射距離と、回路の閉鎖に関連する特別な装置によって示される、連続した投射間の時間差により、観測者は衝撃波の方向を計算することができます。 18速度、および擾乱に関連するその他の要素。この装置の設計では、地震が明確に独立した衝撃波で構成されると想定されていることがわかる。

オールダムは、1869年のカチャール地震に関する報告書の末尾で、同様の原理に基づく機器の使用を推奨しています。彼の機器では、地面に打ち込まれた四角い杭の上端の角に切り込まれたノッチに、弾丸のような4つの球が配置されます。

液体を満たした容器。—簡易地震計のもう一つの形態は、容器の一部を液体で満たすことで作られます。容器の側面に液体が押し上げられた高さが地震の強さの指標となり、最大振動を示した点を結んだ線が地震の方向とみなされます。もし地震がすべて同じ時間継続し、同じ周期の振動で構成されていれば、このような機器は役立つかもしれません。しかし、これらの機器は古くから使用されていました。1742年には、その年にリボルノの住民を驚かせた地震を測定するために、水を入れたボウルが使用されていたことが分かっています。ほぼ同じ頃、S・チャンドラー牧師はリスボンの地震について記しており、直径約3～4フィートの球形のボウルの内側にバーバーのパフを吹きかけ、ごく少量の水を満たすことで地震を測定できると述べています。マレット、バベッジ、ドゥ・ラ・ベッシュも同様の工夫を推奨しているが、それにもかかわらず「ばかげていて全く実行不可能」であると批判されている。[7]

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パルミエリの有名な測定器の重要な部分は、両端が上向きに曲がった水平管で構成され、部分的に水銀が満たされています。水銀の動きを拡大するために、小さな鉄の浮きが管の表面に載っています。浮きは糸で滑車に固定されており、滑車には度目盛りの前を動く目盛りが付いています。こうして地震の強さを度数で読み取ることができます。これは、管内の水銀が上下に何ミリメートル移動したかを表します。水銀の動きの方向は、最大の表示を示す管の方位角によって決まります。複数の管が異なる方位角に配置されています。

この形式の計器は、1846 年に同じことを記述しているマレットによって提案されたようです。このような管内の水銀の増減は、その深さと地震の周期とその継続時間に依存するため、特定の計器から得られた結果は、さまざまな地震の相対的な強度について大まかに比較する手段を提供してくれるかもしれませんが、絶対的な測定結果をもたらすにはほど遠いことがわかります。

容器内の液体の動きを拡大・記録するために用いられてきた別の方法は、容器の表面に筏または船を浮かべ、そこから高いマストを突き出させるというものである。筏がわずかに動くと、マストの先端はかなりの範囲にわたって振動する。マストのこの動きの方向と量は、マストの先端に取り付けられた適切な装置によって記録される。

非常に簡素な液体地震計は、側面に切り込みが入った円形の木の溝でできています。溝の高さまで水銀が満たされ、地震発生時には最大量の水銀が切り込みを越えて最大速度の方向に流れます。イタリアで古くから使用されているこの装置は、発明者にちなんで「カチャトーレ」と呼ばれています。当コレクションの中でも特に目を引く存在です。20 パルミエリの有名な地震計を構成する装置。

振り子式地震計。—マレットは振り子式地震計と地震計について、「イタリアと南ヨーロッパで長年設置されてきた地震計の中で、おそらく最も古いもの」と述べています。1841年には、スコットランドのコムリーで発生した地震の記録にこれらが使用されていました。

これらの計測器は 2 つのクラスに分けられます。1 つ目は、衝撃時に振動して移動方向を記録するものです。2 つ目は、静止したままで「安定した点」を提供するものです。

地震発生時に絶対的に「安定点」を得ることは、近年のあらゆる地震学的調査の主要目的の一つとなっている。

不動点から地面に突き出た針や指針によって、その表面は自らの運動によって、その地面に記録を残します。逆に、移動する地球から上方に突き出た点は、不動点となる物体に記録を残すことができます。ここで言う不動点は、振り子の錘に相当します。中程度の強さの地震の際に振れる振り子を作ることは難しくありませんが、そのような地震の際に振れない振り子を作るのは困難です。ここ数年、長さ40フィート、重さ80ポンド、長さ1/8インチの錘、そして銃弾を載せた振り子が、様々な状況下で実験されてきました。これらの振り子の支持台は、レンガとモルタルで構造物を作れるほど頑丈なものもあれば、21 意図的に緩く、柔軟に作られてきました。これらの振り子の動きを記録する指標は、振り子自体と同じくらい多様でした。小さな針が2つの小さな穴を垂直に滑り、下端がスモークガラスの表面に接する構造は、摩擦が少ないため、おそらく記録用の指針として最も好まれた形式の一つでした。

振動するように設計された自由振り子は、2 つの目的で使用されました。1 つ目は、振動の方向から運動の方向を決定すること、2 つ目は、最も激しく運動している一連の異なる長さの振り子の中から振り子を見つけることで、地球の運動の周期に近似できるかどうかを確認することです。この振り子の固有振動周期は、地震の振動周期に最も近いと考えられます。

振り子は振動すると振動面を変える傾向があり、また地震の際の運動方向が必ずしも一定ではないことが現在では分かっているため、これらの機器を用いて地球の運動方向を測定する際に通常得られる結果は不満足なものであった。長さの異なる振り子を複数用いて得られた結果も、様々な理由から不満足なものであった。

地球表面上の一点の相対運動を記録するための定点を提供することを目的とした振り子には、実に多様な種類がありました。最も古い形式の振り子の一つは、振り子の錘から下方に突き出た柄が砂床に接するものでした。時には、振り子の下に凹面が置かれ、その上に鉛筆で記録が残されました。おそらく最も優れた形式は、22 上下に自由にスライドできる針が、スモークガラスの板に地球と振り子の錘の相対的な水平方向の動きを刻みました。

通常、中程度の強さの地震が発生すると、振り子の支持点の動きとプレート上の書き込み点の摩擦により、これらの装置全体が動き始めます。

これらの振り子には、カヴァリエリ、ファウラ、パルミエリ、ロッシなど、数多くの振り子が挙げられます。これらの振り子の製作者は、振り​​子を振ることで記録することを意図していた可能性があります。もしそうだとすれば、地震動の実際の性質を測定するという点では、それらはここで取り上げているものよりも低いレベルの装置に属することになります。

振り子装置の大きな改良は、グラスゴーのトーマス・グレイ氏によるものです。彼は、振り子の自由振動に大きな摩擦抵抗を加えることで、小さな変位に対して「デッドビート」状態になるという提案をしました。この提案を実行することで、振り子式計測装置は地震計の地位にまで上り詰めました。摩擦の加え方は、地球の運動の拡大を示す指標を備えた振り子式計測装置に関する以下の説明から理解できます。

bbbbは高さ113cm、幅30cm、奥行き18cmの正方形の箱です。この箱の中には、直径17cm、厚さ3cmの鉛の輪r が、ネジsから振り子として吊り下げられています。このネジは小さな真鍮板ppを貫通しており、この板は箱の上部にある穴の上を水平に動かすことができます。吊り下げ点のこの動きによって、振り子の位置を調整することができます。

図2.
振り子の先端には 23木製の腕 wには 2 つのスライド式ポインタhhが付いており、振り子の上部に置かれたガラス板の上に置かれています。これらのポインタは、前述の摩擦抵抗を与えるためのものです。この摩擦​​板に煙が充満すると、摩擦ポインタは、通常の強さの衝撃の場合にのみ満足のいく記録を与える適切な指標による記録とは関係なく、 大きな地震の記録をその板に書き込みます。振り子rの内側を横切って、 mに小さな円錐形の穴が開けられた真鍮の棒があります 。硬いワイヤがmを通り、指標iの上部を形成し、その下部は細い竹片です。ワイヤ上に小さな真鍮の球が固定されており、円錐形の穴が開けられた 2 つ目の真鍮板の上面に載っています。この板は箱を横切る棒ooに固定されています。

地震発生時に指標iの上部がm で一定に保たれている場合、 oの動きによって、 gのスライド針を備えた指標の下端は、地球の動きをmo : ogの比率で拡大します。この装置では、 ogは約17 cmです。

針gはスモークガラスの上で動作します。 24ガラスを針にスムーズに接触させるために、ガラスは木片kに載せられており、木片 k は箱の背面で蝶番で固定され、前面は木片yで支えられている。y が外されると、ガラスはkとともに落下し、針と接触しなくなる。箱は木片 ccに載せられており、木片 cc は杭a aで地面に固定されている。

静止したプレート上で動作する振り子式地震計の大きな利点は、記録から運動の方向が一定であったか、あるいは変化していたかを一目で確認できることです。また、様々な方向における最大運動量も容易に求めることができます。

この機器の欠点は、大地震のとき、おそらく振り子のわずかな揺れにより、記録が過度に拡大される可能性があることです。

しかし、そのような場合でも、摩擦指示計が作動するプレートが事前に燻蒸されていれば、かなり良好な記録が得られる可能性があります。摩擦指示計を2台使用し、1台は比較的摩擦抵抗が高く、大きな変位に対して「デッドビート」となるようにすると良いかもしれません。

振り子式地震計を、地震発生時に時計仕掛けで動かし続ける記録受信面と組み合わせて使用​​する試みが数多くなされてきた。こうすることで、地震の様々な振動を分離し、振り子の指標が静止したプレートに前後の動きを記録する際に生じる多少の混乱を回避できると期待された。これまで、単一の乗算指標を用いたこの方向の試みはすべて、動くプレートが指標を一定時間、その運動方向に引きずるため、成功していない。 25短い距離を移動し、その後通常の位置に戻ります。

この主題に関連して、クライル、ワグナー、ユーイング、グレイの振り子式地震計について言及しておく。

クライルの振り子の錘には時計仕掛けが備わっており、振り子の軸上の円盤が絶えず回転していた。この回転する面には、地面に固定された円盤が途切れることのない円を描いていた。地震が発生すると、円盤の動きによって円が破れ、線が引かれる。これらの線の数と長さは、地震の規模と強さを示すことになっていた。

グレイの振り子は、上面にスモークガラス板を載せた平らで重い円盤で構成されていました。振り子の重心となるこの板は、ピアノフォルテの鋼線で支えられていました。地震を感知する準備が整うと、鋼線はねじられ、重心は留め金で固定されていました。地震が発生すると留め金が外れ、支持線のねじれが解けることで振り子の重心がゆっくりと回転する仕組みです。この回転円盤の表面には、地球の運動を2つの成分として表す2つの指数が配置されていました。

ワーグナーとユーイングの計器では、時計仕掛けと動面は振り子の一部ではなく、地面に固定された支持台の上に独立して載置されている。ワーグナーの計器では指標は1つだけであるのに対し、ユーイングの計器では運動の記録を書き込むために2つの指標が用いられる。

あらゆる振り子式機械に共通する難点は、振り子の錘が振れると元の位置に戻ろうとする傾向があることです。そのため、振り子を完璧な状態にするには、何らかの補正が必要になります。26 振り子が小さな変位に対して中立平衡状態になり、揺れによる誤差が回避されるように配置します。

通常の振り子の錘を微小変位に対して静止させる方法はいくつか提案されている。グレイが提案した方法の一つは、振り子の錘に液体の入った円形の溝を固定し、この溝の曲率を適切な形状にするというものである。また、振り子の軸上の、吊り下げ点より少し下側の点と、その上側の固定点に垂直な螺旋ばねを取り付けるという方法も提案されている。これにより、振り子が偏向すると、反作用が生じる。

ユーイング教授は、振り子の錘の一部を伸張したゼンマイで吊り下げ、同時に垂直に設置された支柱によって下から支えるという配置を提案しました。支柱の重量とゼンマイの重量は、それぞれの長さの比で支えられます。これらの配置が実際にどのように機能するかはまだ分かりません。

もう一つの重要な計測機器は倒立振子である。これは金属または木材で作られた垂直のバネで、上端に重い金属の塊が取り付けられている。この種の装置は、上端に凹面に書き込むための鉛筆が取り付けられており、1841年にスコットランドのコムリーで発生した地震を記録するために使用された。日本では、倒立振子は主に直列に使用され、各装置は異なる振動周期を持っていた。これらの装置の目的は、特定の地震においてどの振り子が最も大きな動きを記録したかを判断することであった。最も激しい振動を起こした振り子が、その地震に最も近いと仮定したからである。27 地震の周期と一致する。これらの実験の結果、通常、振動周期が遅いものが最も大きな影響を受けることが示された。

ブラケット式地震計。近年登場し、優れた成果を上げている機器群の一つに、ブラケット式地震計があります。これらの機器は、複数の研究者によって独立して発明されたようです。その起源は、おそらくツェルナー教授の有名な水平振り子にあると考えられます。日本では、WSチャップリン教授が初めて使用し、その後、ユーイング教授とグレイ氏によって使用されました。ブラケット式地震計は、基本的に水平ブラケットの先端に支持された重りで構成され、ブラケットのもう一方の端には垂直軸が取り付けられており、この軸を中心に自由に回転します。この軸を支えるフレームを、門のようなブラケットの長さ方向以外の任意の方向に動かすと、重りによってブラケットは、固定軸のこの動きに対応する、ブラケットの瞬間軸と呼ばれる直線を中心に回転します。したがって、この直線上の任意の点は、支持ブラケットの長さ方向に直角な動きに対する定常点とみなすことができます。互いに直角に配置されたこれらの機器を2つ組み合わせて使用​​し、地盤の動きを2つの直角成分として記録します。ユーイング教授の考案した計器では、ブラケットの軽い延長部分が動きを拡大して表示する指標となり、重りはその中心を通る垂直軸を中心に回転します。

添付のスケッチでは、bは小さなブラケットcakの先端に軸支された重い錘で、このブラケットはスタンドsの上のナイフエッジkと下の軸aを中心に自由に回転します。地震発生時にはbは 静止したままで、指数pは継続を形成します 。28ブラケットの、スタンドの動きを ac : cnの比率で拡大します。

図3.
グレイ氏が発明したダブルブラケット地震計と呼ばれる計測器には、互いに蝶番で連結された2つのブラケットがあり、そのうちの1つは固定フレームに固定されています。2つのブラケットの平面は直角に配置されており、外側のブラケットの端で支持された重い質量に2度の水平自由度を与えています。

すべてのブラケット マシン、特にピボット ウェイトを搭載するマシンでは、アームの方向と平行な動きに対して、記録が書き込まれるプレートに対してウェイトが本当に安定したポイントを提供しているかどうかは疑問です。

図4.
平行運動装置。記録を2つの部品で書き込み、高い安定性を約束する機械は、CDウェスト教授によって提案されたものである。ブラケットマシンと同様に、この機械は互いに直角に配置された2つの類似部品で構成され、以下の通りである。鉄棒aが、 ccの軸に、互いに蝶番で連結された軽いアームのシステムによって 両側から吊り下げられている。 29黒い点は、剛体フレームbcの上部と下部の間に あります。アームの長さは、バーccの長さに平行な小さな変位に対しては実質的に直線的に動き、バーは中立平衡状態にあるような長さです。バーdのわずかな延長部分が、軽量インデックスeの上端に作用し、ユニバーサルジョイントとして剛体支持部fを通過します。バーから直角に伸びた 2番目のインデックスe′もfを通過します。これらのインデックスの乗算端は互いに連結され、スモークガラス板s上に合成運動を書き込みます。

円錐振り子。—貴重な記録を残したもう一つの機器は、円錐振り子地震計です。円錐振り子の重りを地震計の定点として利用するというアイデアは、グレイ氏によって初めて提案され、実用化されました。この地震計は、互いに直角の平面に吊るされた一対の円錐振り子で構成されています。それぞれの振り子の重りは、軽いレバー（記録指標となる）の端から少し離れた位置に固定され、短い方の端は地面に固定された支柱の側面に支柱として支えられています。重りは細い針金または糸で支えられ、その上端はレバーの固定端の真上の点に固定されています。

転動球と転動円筒。—ブラケット式地震計に比べていくつかの重要な利点を持つ円錐振り子式地震計に続いて、転動球式地震計として知られる一連の機器について見ていきます。ここでも、様々な形状の機器が開発され、グレイ氏の創意工夫に負うところが大きいと言えるでしょう。

これらの機器の一般的な構成と原理は、30 添付図。sは、中心がc付近にある大きな球の一部です。この中心の少し下に、鉛の輪などである重りb が回転軸で固定されています。地震発生時、cは安定しており、地球の動きは指針canによってca : anの比率で増幅されます。この指針またはインデックスの動作は、振り子の指針と似ています。

図5.
ローリング球型地震計と密接に関連しているのが、グレイのローリングシリンダー型地震計です。

これらは2つの円筒で、互いに軸が直角に交わるように定盤上に設置されています。各円筒の最高点付近には、定盤を前後に動かしてもほぼ一定に保たれる軽量の指標の先端が取り付けられています。これらの指標は、定盤に接続された軸を軸として、両端から短い距離だけ回転します。2つの指標を平行にするために、一方の指標をもう一方の指標で回転させます。

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球面地震計。—先ほど説明した2つの装置に密接に関連する別の地震計として、フェルベックの球面地震計があります。これは、3つの硬球の上に載る表面板で構成され、その硬球はさらに別の表面板の上に載っています。下の板を動かすと、上の板は静止したままになる傾向があるため、指標を動かすための定常質量として使用できます。

ペリーとエアトンの原理。その科学的原理から興味深い機器の一つに、ペリー教授とエアトン教授が提案した地震計がある。彼らは、非常に短い振動周期を持つように十分な硬さを持つ3本のバネで重い球を支えることを提案している。ボールにレバーで取り付けられた鉛筆を用いて、ボールの動きを動く帯状の紙に記録する。その結果、バネの小さな振動と、地震のより大きくゆっくりとした波のような動きが重なった記録が得られる。前者を知れば、後者を解析によって分離できるだろう。地震動に関する現在の知識から判断すると、このような記録の解析はしばしば克服できない困難を伴うが、この機器は、その原理の斬新さゆえに注目に値する。著者らが実に指摘するように、地震測定においてはこの原理は「無視されてきた」ものであった。

垂直運動を記録するための機器。垂直運動を記録するために考案された機器は、水平運動を記録するために考案された機器とほぼ同数存在する。この目的で使用された最も初期の機器は、重力によって伸びる螺旋状のバネであり、その慣性により衝撃を受けても一定のままであると想定されていた。しかし、満足のいく結果は未だ得られていない。32 このような装置から得られるデータは、主に、振動周期を長くするのに十分な伸びを持たせるほどバネを長く作るのが不便なためである。同様のことは、片方の端を壁に固定し、反対側の端に重りを載せた、水平に置かれた弾性棒にも当てはまる。重りに鉛筆を取り付け、垂直面に記録を書き込めるこのような装置は、1842年にコムリーで使用され、パルミエリの装置の一部にも同じ原理が適用されているのが見られる。このような装置は、容易に振動状態に置かれるため、垂直方向の運動の真の振幅を示すこともできず、また、一旦動き出すと、実際の地震が収まった後も慣性により長時間その動きを続けるため、擾乱の持続時間を示すこともできない。これらは地震計としか考えられない。

図6.
垂直方向の動きを記録するためにこれまでに考案された最も満足のいく計器は、グレイの水平レバースプリング地震計です。

この器具は、添付のスケッチからよりよく理解できるでしょう。垂直スプリングsは、その上端がナットnによって固定されており、ナットnはフレームfの上部に取り付けられています。このナットnは、スプリングを短い距離だけ上下させることで、最終的な調整を行うために使用されます。33 横木aの位置。横木aの一端は2つの鋭い点pに接しており、一方は円錐形の穴に、他方はV字型の溝に嵌合している。 bではバネsによって支持され、cでは鉛の輪 rによって重りが付けられている。 cのピン上には糸のあぶみが取り付けられており、これが小さな溝tを支えている。溝tはa を軸として回転し 、指標iが取り付けられている（指標 i はhの箇所で丈夫な紙片によって蝶番で留められており、ガラス板g上の細いピンに嵌合している）。また、部分的に水銀が充填されている。

垂直方向の運動における安定点を得るもう一つの方法は、ワグナー博士の方法で、容器に部分的に水没させたブイを用いるものです。この方法はグレイ氏によって大幅に改良され、細長い部分を除いて完全に水没したブイの使用が提案されました。

垂直方向の動きを記録するために使用される他の装置としては、ゴムなどの柔軟な底部を備え、部分的に水などの液体で満たされた容器が挙げられます。容器が上下に動かされると、底部は後ろに残り、ほぼ安定した点となります。この点を軸として軽い指標が取り付けられ、さらにこの指標は地面に接続された剛性フレームに軸受けされています。このような装置は良好な記録を残します。

記録受信機。――これまで数多くの地震計について言及してきたが、次にそれらの動きを記録する装置について考察する。初期の地震計は、すでに述べたように、砂の層に記録した。また、紙に鉛筆で記録する装置もあった。地球の動きを拡大する地震計がある地域では、上記のような方法では大きな摩擦抵抗が生じることが分かる。34 地震計の想定される安定点に動きを引き起こす傾向がある。最も完璧な装置の一つは、光線の反射による記録指標の動きを写真的に記録することである。しかし、そのような装置は製作が難しく、操作も難しい。記録装置の最も実用的な形態の一つは、記録をスモークガラスの表面に書き込むものである。その後、このガラスに写真用ニスを塗布し、技術者によく知られている「ブループロセス」で撮影する。

地震のあらゆる振動を記録するには、地震計が記録する面が地震発生時に動いている必要があります。記録受信装置には3つのタイプがあります。まず、連続的に動くタイプです。一般的な形状は、古いクロノグラフのような円形のガラス板で、時計仕掛けで連続的に駆動されます。地震計の針はこのガラス板の上に置かれ、同じ円を何度も繰り返し描きます。地震発生時、針は理論的には細い線である円を前後に動き、地震の記録を残します。円形板の代わりに、燻製紙で覆われたドラムを使用することもできます。これは、地震後に巻き戻した際に、円形ガラス板のように円周上に記録されるのではなく、直線上に記録が残るという利点があります。このような記録は保存が容易ですが、写真撮影は困難です。

二つ目の装置は、衝撃を受けた際に作動する装置です。これは、先ほど述べたような装置、あるいは台車に載せられた直立したスモークガラス板などです。電気的な手段によって35 または、さまざまな形が考案されている「スターター」と呼ばれる機械装置によって、地震によって戻り止めが解除され、記録受信機を動かす機構が作動します。

連続動作型機械の大きな利点は、衝撃の開始と終了を通常確実に把握でき、「スターター」の動作に関する不確実性をすべて回避できることです。自動起動型機械は、もちろん、単純さと低コストという利点があり、インデックスの下のプレートのその後の動きによって記録が消去される心配もありません。

時刻記録装置。地面の動きを記録する機器と同様に重要なのは、その動きが起こった時刻を記録する機器です。地震の発生源を特定する上で、時刻記録がいかに重要かは後ほど説明します。時刻観測において求められる最も重要な結果は、擾乱がある地点から別の地点まで伝わるのにかかる時間間隔を決定することです。これらの擾乱は時として非常に高速に伝わるため、観測は相当の精度で行う必要があります。振動すると時計が止まってしまうような装置を時計に取り付ける従来の方法は、観測点がかなり離れていない限り、ほとんど役に立ちません。擾乱は1秒あたり1マイルの速度で伝わる可能性があり、どの観測点でも擾乱の持続時間は1分を超える場合が多く、ある観測点では1組の装置が擾乱の開始時に停止し、もう1組は終了近くに停止する可能性があることを思い出せば、このことが理解できるでしょう。満足のいく時間の使い方36 したがって、この装置には、時計を止める手段だけでなく、時計が止まると同時に地震計が記録している記録に印をつける装置も必要となる。こうして、地震のどの部分で時刻が記録されたかが分かる。

図7.
パルミエリは、電気回路を閉じることで地震計の時計を止めました。マレットは、時計の振り子に紐でつながれた柱を倒すことで時計を止めることを提案しました。柱が立っている間は紐は緩んでおり、振り子は自由に動きます。しかし、柱が倒れると紐が締められ、振り子は停止します。ここで問題となるのは、わずかな揺らぎで倒れる柱を得ることです。柱を倒すための最良の方法、そして記録受信機の機構を緩めるための留め具を引き出すのにも使える方法は、添付のスケッチに示されています。

sは半径約4.5cmの球の部分で、中心はc よりわずかに上にあります。lは直径約7cmの鉛の円盤で、この部分の上に載っています。その上に長さ約30cmの軽い指針pがあります。指針の上部には小さな鉄の円筒wがバランスをとっており、紐で受け皿につながれています。wpsが載っているテーブルを振ると、 c 付近で回転が起こり、底部sの動きが指針の上端で増幅され、重りがひっくり返ります。この受け皿は、37 片端に軸が取り付けられた歯付き棒が、振り子の錘の面から突き出たピンの上に支えられています。このピンが落ちると、棒が突き出たピンを捉え、振り子を支えます。

歯付き棒の負荷を軽減するもう一つの方法は、軸の反対側の端を、円錐振り子の錘（例えば、円錐振り子式地震計の指標の一つ）に固定した水平ワイヤーの先端に載せて支えることです。この装置全体は数ペンスで製作でき、普通の時計ケースに収まるほど小型にすることができます。

こうした時計停止装置に共通する問題点は、遠方の観測者が時計を再始動させ、正確な時刻差を把握することが難しいことです。たとえ各観測者が精度の高いクロノメーターを所持し、比較作業を行っていたとしても、これらの計器の精度確認は一般の人にとって極めて煩雑な作業です。

この困難を回避するため、筆者は近年、時計を止めずに時刻を知る方法を採用した。この方法を実行するには、中央に秒針のある時計を用意し、時針と分針を延長し、先端を文字盤に対して直角にわずかに曲げる。時針はわずかに長くなる。各針の先端には、コルクのような柔らかい素材を取り付け、グリセリンインクを塗る。時計の文字盤の目盛りに対応する目盛りのついた軽くて平らなリングを配置し、衝撃を受けた際にリングを素早く進めて針のインクパッドに接触させ、その後引き込む。これは適切な機構によって実現され、電磁石などの力によって負荷が軽減される。38 留め具を引き抜く装置。こうしてディスク上に3つの点の形で刻印が受け取られ、時計を止めたり、大幅に遅らせたりすることなく時刻を知ることができる。

通常の観測者の場合、記録受信機と時間測定装置を併用しない限り、通常の時計をちらりと見るだけで、通常の時計停止装置と同等の良好な結果が得られます。その後、観測に使用した時計を精度の高い時計と比較することで、衝撃が発生した現地時刻を概算で知ることができます。

ここまで述べてきたことから、完全な地震計には、水平方向の動きを記録する装置、鉛直方向の動きを記録する装置、そして時刻を記録する装置という3つの異なる装置が必要であることがわかるでしょう。水平方向の動きと鉛直方向の動きは、同じ受信機に、できれば並べて記録する必要があります。また、時刻が記録された瞬間は、地震計が描く図の端に印を付ける必要があります。このような地震計は既に製作されており、現在日本に設置されています。添付の​​図に示されています。

グレイ・ミルン地震計。この装置では、地球の水平運動の互いに直交する2つの成分が、時計仕掛け（ w）で連続的に動かされているドラム（ d ）に巻かれた燻製紙（c）に記録されます。鉛直運動は、補償ばね式地震計（ slmb）によって同じ紙に記録されます。

地震の発生時刻は、揺れによって2つの電磁石の回路が閉じられることで判定されます。これらの電磁石の1つは、39 タイムキーパーの一部を構成する機構で、時計の文字盤を針上で突然前進させ、その後元の位置に戻る。針にはインクパッドが付いており、回路が閉じられた時点での時、分、秒を文字盤上で示す。秒針は、 40電磁石の力で、動きの記録を受け取った紙にポインターが印をつけます。この印は、地震のどの部分で回路が閉じたかを示します。

図8.
地震の継続時間は、燻製紙に記録された長さとドラムの運動速度から推定されます。また、紙に描かれた曲線から、様々な動きの性質と周期が得られます。

グレイ氏はその後、この装置を大幅に改良し、特に24時間にわたって繰り返し記録を残さずに記録できるほど長い紙帯を導入しました。記録は細いサイフォンを用いてインクで書き込まれます。こうして、水位の変化に極めて敏感なこの装置は、地震だけでなく、近年大きな注目を集めている長周期の脈動も検出できるようになりました。

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第3章
理論的に議論された地震動。
古代人の考え (トラヴァジーニ、フック、ウッドワード、ストゥークリー、ミッチェル、ヤング、マレットの見解) – 弾性波と振動の性質 – 地殻の擾乱の考えられる原因 – 地球粒子の振動時間 – 粒子の速度と加速度 – 岩石の弾性係数の実験によって決定される擾乱の伝播 – 地震の強さ – 最大転倒モーメントの領域 – 地震波 – 波の反射、屈折、干渉 – 擾乱の放射。
初期の著述家の考え。地震発生時に経験される様々な動きに関する最初の記述の一つは、アリストテレスによる地震の分類に見られる。[8] それは次の通りである。

1. エピクリンタエ、つまり地面を斜めに動かす地震。
2. Brastæ、沸騰したお湯のように垂直に上向きに動く。
3. Chasmatiæ は、地面を沈下させ、窪地を形成します。
4. レクトーは地面を隆起させて亀裂を作る。
5. 一撃で倒すオスタ。
6. 一種の震えとともに左右に揺れる Palmatiæ。

42

この分類の第6グループから、この初期の著述家は地震を必ずしも単独の事象とみなしていたわけではなく、一部の地震は前後方向の振動運動の連続から成り立っていると考えていたことがわかります。また、彼は地震の持続時間と、一連の地震の長さや間隔を区別しています。実際、アリストテレスは、現代の一般的な地震に関する著述家が「様相」と呼ぶものについて、ある程度の考えを持っていました。

地震が固い地面を伝播するパルス状の運動であるという概念を最初に提唱したのは、フランシスキ・トラヴァジーニであると思われる。彼は1679年、1667年にラグーザを襲った地震について著述した。彼は実験によって、パルスの伝播方法を説明した。

1690 年に王立協会で地震についての講演を行ったフックは、地震が引き起こす地質学的影響に応じてこれらの現象を分類しています。つまり、隆起を引き起こす類、沈下を引き起こす類、変化や移動を引き起こす類、そして現代の言葉で言うところの変成作用を引き起こす類があります。

ウッドワードは、1695年に執筆した『博物誌』の中で、地震は地球内部の水が内部の火と接触して生じる動揺と震動であると述べています。

ストゥークリーは、地震は「地球の震え」であり、固体の振動として説明できると指摘しました。ジョン・ミッチェル牧師は1760年の著作の中で、地震における地球の動きは、部分的には震えによるものであり、部分的には波動によって伝播されると述べています。

これらのいくつかの例（さらに他にも多くの例があるかもしれないが）から、地震擾乱は、通常、震動、振動、震え、あるいは波動運動として捉えられてきたことがわかる。さらに、43 地震に関する記録を見ると、これらの揺れや揺れが一定期間にわたって継続することがしばしば観察されていたことが分かります。これらの擾乱がほぼ同時に広い範囲に及んだことは指摘されていましたが、地震動がどのように伝播したかについては明確な見解は存在しなかったようです。通常、擾乱は地下の流路を通じて伝播すると考えられていました。

地震動とその伝播方法に関する最初の真の概念は、トーマス・ヤング博士によるものです。彼は地震動は振動であり、「騒音が空気中を伝わるのとほぼ同じように地中を伝播する」可能性があると提唱しました。この考えは、ゲイ・リュサックによってより明確な形にまとめられました。

地震の最初の正確な定義はロバート・マレット氏によるもので、彼は地震現象に関連する多くの事実を収集して調査し、さまざまな種類の波の発生と伝播に関連する既知の法則を参考にして、それらに基づいて推論し、次のように彼の見解を定式化しました。

地震とは、「弾性圧縮波または複数の波が、地球の地殻および表面を、任意の方位で、任意の衝撃中心または複数の衝撃中心から垂直上方から水平上方までのあらゆる方向に伝播することであり、衝撃および海と陸の位置状況に応じて音波および津波を伴うことがある」ものです。

地球の運動について言えば、マレットは地震を弾性圧縮波の伝播による運動と定義しました。多くの場合、これは厳密には正しい可能性がありますが、後続のページで、地震の運動は弾性歪み波の伝播による場合もあることが示されます。

44

地震の動きについての正確な理解を得ることは、多くの調査の要となるため、極めて重要な問題です。

地震によって生じる振動の性質がわかれば、その発生源を突き止め、どのように発生したかを推論するのに役立ちます。地震の振動の性質に関する知識が間違っていれば、これらの擾乱の影響に耐える建物を賢明に建設することは不可能です。したがって、地震学のこの部分では、科学的に非常に重要な点について検討する必要があり、この点については後ほど詳しく説明します。

弾性波と振動の性質。地震は圧縮と歪みの弾性波から構成されると述べられると、物理学を学ぶ者であれば、それが何を意味するのかを明確に理解し、そのような擾乱を支配する力学的法則についても理解している。しかし、一般読者、そしてこの問題に最も関心を持つ地震国の住民の大多数は、それほど明確な概念を持っていないかもしれない。したがって、この点について一般的な説明をしておくことは不適切ではないだろう。

波は一般的に、水中でよく見られるような擾乱であると考えられています。しかし、このような波を弾性波と混同してはいけません。例えば、池に石を落とすことで水中に生じる擾乱は、重力の作用によって外側へ伝播します。まず、石が水面下を通過することで、水の隆起が起こります。この隆起が重力によって元の位置に戻ると、2つ目の隆起が起こります。この2つ目の隆起が3つ目の隆起を引き起こし、これが繰り返されます。水は垂直方向に上下に動き、波自体は水平方向に伝播します。

弾性波の意味を理解するには、 45まず、「弾性」という言葉の意味を理解する必要があります。一般的な用語では、「弾性」という言葉はゴムのような物質に限定され、地震波が伝播する岩石のような物質にはほとんど当てはまりません。ゴムが弾性と呼ばれるのは、圧縮力を取り除くと元の形状に戻ろうとする傾向があるためです。この場合、ゴムの弾性力とは、ゴムが形状変化に抵抗する力のことです。さて、岩石はゴムのように、ある程度まで圧縮され、圧縮力が取り除かれると元の形状に戻ろうとします。しかし、岩石はゴムよりも圧縮力に対して抵抗力が大きいため、より弾性が高いと言えます。ここで、花崗岩のような物質は、圧縮や体積変化だけでなく、形状変化にも大きな抵抗力を持つのに対し、空気のような物質も弾性を持ちますが、圧縮には抵抗力がありますが、形状変化には抵抗力がありません。

これらの概念を踏まえ、物体が突然圧縮または歪んだ後、この擾乱が物体全体にどのように伝播するかについて考察を進めます。弾性体として、部屋の天井から吊り下げられ、重りによってわずかに伸ばされた長い螺旋バネを考えてみましょう。この重りを下から、例えばハンマーで軽く叩くと、脈動する波がバネを伝わり、部屋の天井まで到達します。ここで、この波はいわば、テーブルの端から跳ね返ったビリヤードの球のように、元の重りに向かって跳ね返ります。この間、重りが上下に動いていることも観察できます。

ここでは、2つの明確な点を観察する必要があります。1つは天井への動きの伝達です。 46一つは、地球表面の離れた二つの地点間で地震波が伝わる現象に例えることができ、もう一つは私たちの体重の上下運動で、地震の際に私たちが経験する前後への揺れに例えることができます。

これら 2 つの運動、つまり運動の伝達によって生成されるパルス状の波と、重りまたはバネ上の任意の点の前後の振動は、注意深く区別する必要があります。

まず、重りの前後運動を考えてみましょう。重りが移動する距離は、打撃の力によって決まります。例えば1秒間に上下に振動する回数は、バネの硬さによって決まります。重りは常に同じ大きさであると仮定すると、硬いバネの端では、柔らかいバネの端よりも速く動きます。つまり、速度が速くなります。どのバネでも、一定時間内の上下の振動回数は常に同じであるため、これらの振動が大きい場合、重りは小さな振動よりも大きな振動でより速く動くはずです。

地震発生時、私たちが前後に揺さぶられる様子は、体重移動の様子と非常によく似ています。花崗岩のような硬い岩の上に立っている場合、私たちはまるで硬くて振動しやすいバネに繋がれているかのような状態になります。一方、柔らかい岩の上に立っている場合は、緩んだバネの上にいるような状態になります。

これまで考えられてきたのは、私たちが立っている粒子の間に直線的な圧縮と 伸長がある前後方向の運動だけです。

しかし、私たちは私たちの岩を想像するかもしれません。 47瞬間的に、角柱はねじれ、その結果、 形状が変化すると仮定します。ねじり力がなくなると、角柱はねじれを解こうと、つまり元の形状に戻ろうとすることは明らかです。ところで、物体が体積変化に対して示す力は、 形状変化に対して示す力とは大きく異なる場合があります。

地球の岩石地殻に生じる擾乱においては、圧縮と伸張、あるいはねじれと歪みといった振動が生じる可能性があると考えられます。これらは別々に、あるいは同時に発生する場合もあれば、複合的に作用して結果的に生じる動きである場合もあります。

以下は、これらのさまざまな混乱を引き起こす可能性のある原因の例です。

1. 弾性限界に達して亀裂が生じるまで、広い範囲が標高によって引き伸ばされたと想像してください。亀裂が生じた後、その弾性により、破れたバネのように、その範囲全体に広がり、その範囲の各点は新しい平衡点を中心に振動します。この場合、亀裂の端部付近を除いて歪みの波は発生しません。この端部付近では、波は亀裂に平行な方向に伝播します。
2. 地盤が破壊され、上下または横滑りします。これは断層の形成で見られる現象です。この場合、地盤の運動方向に歪みが生じ、岩石の弾性力によって波が生じ、歪んだ形状から跳ね返ろうとします。このような場合、南北に走る亀裂の形成によって南北方向の振動が生じ、南北方向には正面方向、東西方向には横方向の振動が伝播する可能性があります。このような擾乱は、物質の均質性の欠如によって生じます。 48これらが生成される場所では、圧縮と伸長の波が見つかるはずです。
3. 弾性媒体の中央で蒸気が爆発すると、真に球状の空洞が突如形成される。この場合、すべての波は圧縮波となり、各粒子は半径に沿って前後に移動する。

空洞が真に球形ではなく不規則な場合、圧縮の通常の振動に加えて、空洞の性質に応じて、歪みの横波が多かれ少なかれ顕著になることは明らかです。

これら2組の振動の組み合わせは、地球上の点を円、楕円、8の字、そしてこれらに類似した曲線を描くように動かす可能性があります。これらの曲線は、調和運動の組み合わせを示すために設計された装置によって生成されます。これらの例から、圧縮または体積の変化によって生じる振動と、形状の変化によって生じる振動の2種類を考慮する必要があることがわかります。

さて、物体がその体積または形状の変化に対して示す抵抗は弾性と呼ばれ、この弾性の影響下にある粒子の前後運動を支配する法則は次のように表現できます。

tを振動時間、つまり粒子が前後に1回振動するのにかかる時間、dをこの粒子が属する物質の密度、eをその物質の固有弾性係数とすると、

t = 2π √
d
e
この式から、 t = 2π √
d
e
、我々は、49 地震の際の地球の振動時間、つまり私たちが前後に揺さぶられる速度は、私たちが立っている物質の密度の平方根に比例し、その物質の弾力性に比例する数の平方根に反比例して変化します。

地球粒子の速度と加速度。—実践的な地震学者がしばしば指摘するもう一つの重要な点は、地球粒子が移動する速度の問題である。式によれば、 t = 2π √
d
e
粒子は各半振動を等しい時間で行うことを想定しており、物体の密度と弾性係数に関する知識から、この時間を計算できる。半振動の時間は一定であるかもしれないが、振り子のおもりが各振動の間動くように、粒子は静止状態から始まり、半振動の中間部分に達するまで速度を増加し、そこから徐々に速度を低下させてゼロに達し、そこで再び反対方向に同様の運動を開始することを念頭に置く必要がある。

これらの振り子のような振動は、単振動と呼ばれることもあります。地震が一回の振動で移動する距離と、その振動にかかる時間がわかれば、その運動が単振動であると仮定すれば、粒子が移動する最大速度を簡単に計算できます。

したがって、地球の粒子が半振動を完了するのに 1 秒かかり、その半分、つまり運動の振幅が aに等しい場合、最大速度はπ × aに等しくなります。

再び、地球の振動が単調な振動であると仮定すると、50 速度は各半振動の終わりに発生します。vを粒子の最大速度、aを振幅または半半振動とすると、最大加速度は
v 2
1つの
。

後ほど実験の結果として、地震におけるより重要な地動のいくつかは単振動ではないことが示される。しかしながら、上記の考察は、実際の地震学者が要求する地球粒子の運動に関連する速度やその他の要素を、運動の性質に関する仮定に関わらずどのように計算するかを示す上で役立つであろう。

擾乱の伝播。—次に、圧縮振動と歪み振動の両方を含む擾乱がどのように伝播するかを考えてみましょう。最初の、つまり通常の振動群は、音の振動が伝播するのと同様の方法で伝播します。擾乱の中心から、これらの動きはいわば遠方の観測者に近づきます。他の振動は、光線に存在すると考えられる方向と同様の運動方向を持ちます。これらは観測者に横から近づきます。

もし擾乱が、一連の完璧に積層されたスレートのような構造を通過した場合、これら 2 セットの振動はそれぞれさらに分割され、マレットが通常の、そして異常な通常振動と横方向振動と名付けたものが得られるはずです。

これら2種類の振動の伝播が依存する弾性力の差により、垂直振動は横振動よりも速く伝わる。つまり、地震が打撃から発生した場合、最初に伝わるのは51 衝撃の発生源から離れた地点で感じられる衝撃は、発生源に向かう方向と発生源から遠ざかる方向への前後運動であり、その後、少し時間が経つと、これに対して横方向、つまり直角の運動が感じられるでしょう。

振動運動の数学的理論から、外乱が伝播する速度を計算することが可能です。これらの研究の結果、法線振動は横振動よりも速く伝播することが示されました。

しかしながら、小型標本を用いた実験から得られる推論は、実験に用いられる標本が当然ながらほぼ均質であるのに対し、地震は不均質で多かれ少なかれ亀裂のある塊を通過するという事実によって無効となる。マレットは、「これらの岩石の固体立方体の圧縮率に関する実験により、平均弾性係数を得た」結果、「もし固体で連続的な材料による波動伝播速度のほぼ8分の7は、自然界で堆積している岩石塊の不均質性と不連続性のために失われる」ことを明らかにした。マレットがポアソンの定理から計算した波動伝播速度は、以下の通りである。

スレートと石英の場合、層に横方向に9,691フィート/秒。
層方向に5,415フィート/秒。

マレット氏は、この積層に直角な方向へのより急速な伝達は、同じ方向に直角な質量の不連続性によって相殺される以上のものになる可能性があると指摘しています。

地震の強さ— 地震の強さは、地球表面上の物体に作用する力の強さによって最もよく推定されます。これらの力は明らかに比例します。52 物体の速度変化率に比例し、破壊力は最大力に比例するため、擾乱中に物体が受けた最大加速度を与えることで、地震の強さを一貫して示すことができる。地球表面上の点の運動が単振動であると仮定すると、最大加速度は最大速度に正比例し、運動の振幅に反比例する。つまり、
v 2
1つの
ここで、v は速度と振幅を示します。

次に重要な問題は、地震エネルギーがどのように消散するかを解明すること、つまり、震源から異なる距離にある2点以上の地点で記録された地震の強度を比較することです。まず、地震の震源が同心円状の殻に囲まれていると仮定しましょう。それぞれの殻は粒子の振動の幅を表しています。中心から外側に向かうにつれて、それぞれの殻に含まれる粒子の数は増加し、その数は震源からの距離の2乗に比例して増加します。地震の震源が震源の中心にあると仮定し、震源に近い殻の1つにある粒子に振動を与えるとします。

この殻は、質量と粒子の速度の二乗で測られる一定量のエネルギーを持っていると仮定できる。このエネルギーを隣接する殻に伝達する際には、殻自体が含む粒子の数よりも多くの粒子を運動させなければならないため、第二層のどの粒子のエネルギーも第一層のどの粒子のエネルギーよりも小さくなる。しかし、第二層のエネルギー全体は第一層のエネルギー全体と等しくなる。伝達中に失われるエネルギーを無視すれば、53 運動の特定の位相における第 1 殻の粒子のエネルギーをk 1、第 2 殻の粒子のエネルギーをk 2とすると、これらの量は殻の質量に反比例します。つまり、殻の平均半径の 2 乗に反比例します。

シンボルでは、
k 2
k 1
＝
r 1 2
r 2 2
（1）

エネルギーが消散すると仮定すると、

k 2
k 1

r 1 2
r 2 2
= f
r 1 2
r 2 2
（2）
ここで、f < 1 はエネルギーの消散率であり、一定であると仮定されます。

転倒モーメントが最も大きい領域。地震の衝撃的影響の消散率は、今列挙したような法則に従うかもしれませんが、震源の深さが揺れる領域の半径と同程度である場合、実際の地表の破壊によって示される最大の衝撃的影響は、建物が単に垂直に上下に持ち上げられた震源の真上ではなく、衝撃力がより斜めになっている震源から少し離れた場所で発生する可能性があることを覚えておく必要があります。

震源地では、粒子の加速度で測定される真の強度、または物体が投射される高さが最大になりますが、転覆の力によって示される強度が最大になるのは、震源地から少し離れた場所になります。

これは次の図で明らかになります。

添付の図において、o を衝撃波の起点、oc を地震の鉛直方向のrとします。直撃波または垂直衝撃波がc、c 1、c 2、そして 54角度θ 1、θ 2、…で。

地球粒子の変位がcではcbに 等しく、c 1ではc 1 b 1に等しく、c 2ではc 2 b 2に等しいと仮定し、議論のために、これらの変位cb、c 1 b 1、c 2 b 2、などがr、r 1、r 2、などに反比例して変化するものとします。

図9.
問題は、 これらの法線方向の動きの水平成分caが最大になる場所を特定することです。

まず三角形oc cがa、 b、cと相似であることに注目してください。

またr =
h
サインθ
であり、したがってc 1における法線成分c 1 b 1はcに等しい 。
サインθ
h
。

また、c 1 a 1 = c 1 b 1、 cos θ です。

∴ c 1 a = c
sinθcosθ​​​
h
＝
c
h
∙
sin 2 θ
2
、
sin 2 θは、 2 θ = 90° またはθ = 45° のときに最大になります。

つまり、水平成分は、出現角度が 45° のときに最大に達します。

この問題は、地球粒子の振幅が衝撃波の発生源からの距離に反比例するという仮定に基づいて議論されてきました。しかし、この振幅が発生源からの距離の2乗に反比例すると仮定すると、最大の擾乱領域は、発生角が55° 44′ 9″の点に近づくという結果になります。 55マレットはこれら両方の方法に言及していますが、最初の方法の方がおそらくより正確であると考えられています。

地震波。—これまでは主に地震の振動について考察してきましたが、ここでは地震波について少し触れたいと思います。長い鉄棒の一端を叩くと、長いバネのように、パルス状の運動が伝わると考えられます。棒を速く叩くとパルスは次々と発生し、ゆっくり叩くとパルスの間隔は長くなります。しかし、個々のパルスは棒に沿って同じ速度で伝わるため、2つのパルス間の距離は一定のままです。ただし、その距離は、これらのパルスを生成する打撃間隔が、1つのパルスが次の打撃までに移動した距離に等しいかどうかによって決まります。

このことから、不規則な擾乱は不規則な運動の連続を生み出すことがわかります。その中には、広く深い海の長い波のような動きもあれば、浅い湾のさざ波のような動きもあります。ここでも、棒を一度だけ叩き、その後放置したとしましょう。棒の先端が前後に振動するため、棒の長さに沿って一連のパルスが伝播します。これらのパルスは一定の間隔で連続し、これまでに考察したパルスと混ざり合います。

このことから、地震が一撃によって生じた場合、その運動は等時性を持つことがわかります。しかし、一定の間隔で連続的に生じた場合、その運動は一連の等時性運動の結果として周期的なものになります。もし衝撃が不規則であれば、それぞれの衝撃による複数の等時性運動の結果としての運動が生じますが、地震発生中の各瞬間において、これらの運動は異なる方法で複合され、結果として等時性ではない運動が生じます。56 これは、私たちが地震として感じる実際の動きにより近づきます。

地震で揺れる地面を想像してみてください。地面は透明な物質でできており、圧縮されると光の透過率が低くなります。そして、地震発生時にその広い範囲を見下ろすと、圧縮された帯状の地形を示す一連の暗い帯が見えるはずです。これらの帯の間隔は不規則かもしれません。ある特定の帯に注目し続けると、その帯は発生源から一定の方向へ移動していくのが見えます。ある特定の点に目を留めると、その点が開いたり閉じたりして、明暗を交互に繰り返すように見えるでしょう。

実際の地震におけるこれらの弾性波の存在については、直接的な実験的証拠はありません。私たちがよく知っている唯一の波は、真の表面うねりであり、これは水波のように見えますが、圧縮領域を表している可能性があります。

57
第4章
実験から推定された地震動。
落下する重りの実験—爆薬の実験—実験から得られた結果—隣接する2点の相対運動—振動の伝播に対する丘と掘削の影響—人工的な擾乱の強度—地球の振動が伝播する速度—マレットの実験—アボットの実験—日本での実験—マレットの結果—アボットの結果—日本で得られた結果。
落下する重りの実験。 1880年11月、T・グレイ氏と筆者は、重い重りを地表に落下させた際に生じる擾乱の性質を調べるための一連の実験を開始した。これらの実験は、東京の赤羽製作所で行われた。使用された重りは約1トンの鉄球で、様々な実験において、この鉄球を10フィートから35フィートの高さから落下させた。鉄球が落下する位置は、ある方向では振動が急峻な丘の斜面を伝わり、別の方向では垂直な側面を持つ池を横切り、別の方向では大部分がかなり深いところまで広がる固まった泥でできた平地を横切るような位置であった。鉄球の落下によって生じた振動は、この固い泥を通して、かなりの強度で300フィートから400フィートの距離まで伝わった。

58

実験の目的は、そのような打撃によって地殻に生じる振動の性質、この比較的柔らかい物質を介した伝達速度、丘や掘削がそのような擾乱を遮断する効果、および振動の振幅が発生源からの距離に応じて減少する法則を見つけることであった。

これらの実験では多種多様な装置が使用されましたが、最も信頼性の高い結果は、振動を静止したプレートに書き込む転がり球型地震計の記録と、振動を移動するスモークガラスのプレート上の 2 つの長方形の要素として記録する、ユーイング教授の水平レバー地震計に似た 2 つのブラケット地震計の記録から得られました。

図10.
擾乱の性質に関する一般的な結論は、打撃によって2つの異なる振動群が発生したということである。一方の振動群では、運動方向は観測点と擾乱の発生点を結ぶ線に沿っていた。もう一方の振動群では、59 運動の方向はその線に対して直角でした。結果として生じる運動の性質は、図 10 からわかります。この図は、ボールが地面に衝突した地点からそれぞれ 50 フィート、100 フィート、200 フィートの距離で回転球型地震計によって記録された記録です。直接振動または垂直振動が最初に計器に到達し、その後、発生源から計器までの距離に応じた間隔で横方向振動が続きました。ブラケット型地震計によって分離されたこれら 2 セットの振動の記録と、ガラス板の既知の運動速度を組み合わせると、伝達速度は通常の振動の場合 446 ～ 438 フィート/秒、横方向振動の場合 357 ～ 353 フィート/秒であることがわかりました。

丘が振動を遮断する効果はわずかだったようだが、斜面を上昇する振動の方向は主に横方向だった。一方、池は振動を完全に遮断しているように見えたが、振動は徐々に斜面を回り込み、比較的小さな三角形の領域だけが影になっていた。

振動の振幅は、原点からある程度の距離までは距離の増加に伴って直線的に減少したが、距離が離れるにつれて減少率は低下した。横方向の振動は、通常の振動よりもゆっくりと消滅したようであった。[9]

これらの実験は後に著者によって大幅に拡張された。これらの後の実験では、1～2ポンドのダイナマイトを様々な深さの掘削孔に投入し、電気によって爆発させた。得られた結果は、以前の実験で既に得られた結論を裏付けるものであった。しかしながら、速度に関する実験は、60 初期衝撃が大きいほど、速度も大きいことがわかりました。横方向振動の伝播速度は、擾乱の発生源からの距離が増すにつれて、指向性振動の速度にますます近づいているように見えました。図11は、深さ8フィートのボーリングホールの底で2ポンドのダイナマイトを爆発させたときに得られた記録の性質を示しています。これらの記録は、ボーリングホールから100フィート、250フィート、400フィート離れた地点での法線振動と横方向振動の到達間の経過時間を示しています。100フィートの観測点の場合、発生源に向かう動きが、発生源からの動きよりも大きいことがわかります。また、振動の周期は発生源からの距離が増すにつれて大きくなることにも注意してください。

図11. —2ポンドのダイナマイトの爆発によって生じた地面の動きを3つの観測所で記録した。
61

人工擾乱の強度— ダイナマイトの爆発によって振動させられた地球の粒子の強度を決定するために我々が利用できるデータは、60ページに示されているものと同様の一連の記録である。これらの擾乱は実質的に表面運動であり、深さに比べて半径が大きい領域に広がる地震の運動に匹敵することができる。

地球の単純な前進または後退運動中の地球粒子の平均加速度を求めるには、まずこの運動の振幅と最大速度を決定する必要がある。平均加速度は次の式に等しい。
v 2
2 a
。

図12.
衝撃波における2回目と3回目の振動は常に最大の強度を示し、震源から400フィートの距離（約6フィートの深さの掘削孔で約3ポンドのダイナマイトが爆発した地点）までは、これらの振動の強度は震源からの距離に応じて直線的に減少した。強度の低い振動も震源からある地点までは距離に応じて直線的に減少したが、その後はより緩やかに減少した。4つの実験セットにおけるより顕著な振動の平均的な結果は、図12の曲線に示されている。この曲線では、水平方向の測定値は 62原点からの距離をフィートで表し、垂直方向の測定値は毎秒数千ミリメートル単位の加速度を意味します。

この曲線は等角双曲線に近似しています。曲線とその漸近線の間の面積は、衝撃エネルギー全体に比例します。図の面積は、3ポンドのダイナマイトの爆発によって地面に与えられるエネルギーに比例します。1ポンドのダイナマイトの爆発によって生じる衝撃を単位衝撃と呼ぶと、上記の人工地震の震度は3に相当します。

観測地震学のこの興味深い分野で行われた他の研究は、ロバート・マレット氏[10] とヘンリー・L・アボット将軍[11]による研究のみです。

マレット氏の研究結果マレット氏によって推定された地球の振動の伝達速度は次のとおりである。

 フィート/秒

砂の中
824·915
ホーリーヘッドの歪んだ層状の岩石、石英、粘板岩
1,088·669
不連続で砕け散った花崗岩
1,306·425
より硬い花崗岩では
1,664·574
マレットがホーリーヘッドで行った実験で得た驚くべき結果は、最初の衝撃の強さが増すにつれて、伝播速度が増加するというものでした。例えば、12,000ポンドの火薬を装填した場合、伝播速度は毎秒1,373フィートでしたが、2,100ポンドの場合は毎秒1,099フィートでした。これらの実験では、本震の前後に微動が観測されました。

63

アボットの成果—アボット将軍が得た重要な成果は次の表に示されています。—

観察回数 日付 ショックの原因 駅までの距離
（マイル） 地震計の種類 速度（
フィート/秒）
1
1876年8月18日 200ポンドのダイナマイト
5±
B 5,280
2
1876年9月24日 ハレットポイント爆発
5·134
あ 3,873
3
「 「「 …
8·330
B 8,300
4
「 「「 …
9·333
あ 4,521
5
「 「「 …
12·769
B 5,309
6
1876年10月10日 70ポンドのダイナマイト
1·360
あ 1,240
7
1877年9月6日 400「」
1·169
あ 3,428
8
「 「「 …
1·169
B 8,814
9
1877年9月12日 200 「」
1·340
あ 6,730
10
「 「「 …
1·340
B 8,730
11
「 70「」
1·340
あ 5,559
12
「 「「 …
1·340
B 8,415
A 型の地震計とは、衝撃波の通過によって水銀容器の表面に生じる震動を観測するために使用される望遠鏡の倍率が 6 であるのに対し、B 型の望遠鏡の倍率は 12 であることを意味します。

タイプ A の 6 つの観測値から得られた平均速度は毎秒 4,225 フィートですが、タイプ B の同じ数の観測値から得られた平均速度は毎秒 7,475 フィートです。

図13.
水銀で観測された最初の微動が真の伝播速度を決定すると仮定すると、アボット将軍は、先行する微動の速度を明らかにしていないため、A型で行われた観測はすべて棄却すべきだと述べています。しかし、彼はまた、 6412 を超えるさらに高い倍率であれば、さらに早い地震も検出できた可能性があると考えられます。

爆発物が火薬だった場合、観測者は、水銀に観測された擾乱が最大に達するまでに、ダイナマイトが使用されたときよりもずっと長い時間がかかることに気づきました。

また、深海で発生した爆発は、浅海で発生した同様の爆発よりも速度が速いことも観察されました。後者の場合、エネルギーの多くは水流を空中に噴出させることに費やされたと考えられます。

もう一つの観察された点は、その率が初期の衝撃に応じて変化したということである。つまり、

 フィート/秒

400ポンドのダイナマイトが
8,814
200 「」
8,730
70 „パウダー（ディープ）は
8,415
また、波の速度は前進とともに減少する可能性が高い。なぜなら、

 フィート/秒

200ポンドのダイナマイトが1マイルにわたって爆発した
8,730
5マイル
5,250
50,000 „ „ „ 8 „
8,300
13½
5,300
アボット将軍の一般的な結論は次のとおりです。

1. 地震観測には望遠鏡の高倍率が不可欠です。
2. 最初の衝撃が激しいほど、伝達速度は速くなります。
3. この速度は、一般的な波が進むにつれて減少します。
4. 地殻の運動は複雑で、最初は多くの短い波から成り、振幅が増大し、その後減少する。爆発物による最初の波と最大波の間の間隔は65 どの観測点でも、ゆっくり燃える爆発物の場合よりも波は短くなります。

日本で得られた結果 —東京気象台の敷地内で著者が行ったいくつかの実験から、以下の結果が得られました。

爆発回数 最初の 200 フィート (A から B) までの速度 (フィート/秒) 次の 200 フィートの速度（B から C）（フィート/秒） 400 フィートの速度（フィート/秒）（A から C） ダイナマイトのカートリッジの数（6 = 1ポンド）
垂直振動
{
私。
464 186 265
8·3
III.
— 211 —
10·1
IV.
352 234 281
7·1
V.
343 232 277
5·0
通常の振動
{
6.
— — 407
10·0
七。
— — 516
12.5
横振動
}
八。
— — 344
12.5
上記から導き出される一般的な結果は次のようになります。

1. 垂直方向の動きの場合。

( a ) 最初の200フィート（約60メートル）まで。速度は最初の力に依存し、ダイナマイトの充填量が多いほど速度は大きくなります。

( b ) 次の200フィートについて。上記の法則は実験IVとVにのみ現れますが、IとIIIの起源はIVとVよりもAから遠いことを忘れてはなりません。

次の 200 フィートの間の波の速度は、常に最初の 200 フィートの間の速度よりも遅くなります。

2. 通常の振動の場合。

ここではAとC間の速度のみが測定されていますが、初期の力が大きいほど、あるいは擾乱の発生源に近いほど、速度が大きくなることがわかります。この速度は、垂直方向または横方向の振動の速度よりも大きくなります。

66

3. 横振動の場合。

垂直方向の振動が横方向の動きの要素であると仮定すると、前述と同じ法則が成り立ちます。つまり、擾乱の発生源に近いほど、その擾乱が伝播する速度が速くなります。

ここで述べられている地球の振動速度の減少に関する主要な法則は、アボット将軍が指摘したものと同じであり、同じ爆発、同じ地面の線、異なる種類の振動について、すべてのケースで個人的エラーが混入することなく証明されているという点だけが異なります。

67
第5章
地震の観測から推定される地震動。
感覚の結果—動きの方向—方向を示す機器—地震の持続時間—振動の周期—地震動の振幅—最大運動の側—地震の強さ—地球粒子の速度と加速度—地震の絶対的な強さ—地震の放射—伝播速度。
感覚の結果。—我々の経験と、様々な物体に生じる動きの観察から、通常の地震は、地面の前後方向への動きが次々と素早く続くことで構成されていると言える。時として、これらの動きは非常に穏やかに始まり、弱まるため、地震の持続時間を計ろうとした人々は、いつ地震が始まり、いつ終わったのかを判断するのが困難だった。これは、1878年に横浜のジェームズ・ビセット氏と東京の筆者が、この2つの地点間の地震の時間を計り始めた際に直面した困難であった。

時々、これらの動きは徐々に最大まで増加し、その後、始まったときと同じように徐々に消滅します。

最大値は突然現れることもありますが、地震の際には最大値が複数回あることが感覚によってはっきりと伝わってきます。

68

これらは多くの観察者が経験し、古来より著述家によって記録されてきた。マレットは一章を割いて、衝撃の前後に生じる震えについて考察し、単発の衝撃は絶対にあり得ないことを述べている。地震について彼は次のように述べている。「地震で記録されるほぼ普遍的な現象の連続は、まず震え、次に激しい震え、あるいは短い間隔で複数の震えが続き、そして徐々に、しかし急速に無感覚になる震えである。」

地震動の性質に関する定量的かつ正確な知識は、近年になってようやく達成された。研究者たちが目指してきた主な成果は、地震を構成する振動の振幅、周期、方向、そして継続時間の測定である。また、擾乱が伝播する速度にも注目が集まっている。

地震の方向。地震について最も一般的に観察されるものの一つは、その方向である。地震に見舞われた町の住民に、経験した地震の方向を尋ねれば、彼らの答えは方位磁針のあらゆる方角を含むことはまずないだろう。多くの人は、不安のあまり正確な観察ができなかった。また、自分がいた建物の揺れに惑わされた人もいる。南北方向の揺れだったと言う人もいれば、東西方向の揺れだったと言う人もいる。複数の揺れを感じた人もおり、中には、揺れやねじれを感じた人も少数いるだろう。例外的なケースを除けば、中程度の震度の地震の方向に関する個人的な観察から得られる一般的な結果は極めて不明確であり、唯一満足のいく情報は、 69得られるのは、機器から得られるもの、または破壊された建物や転倒または飛散した物体に現れる地震の影響から得られるものである。

マレットは、壁、柱、その他の物体が倒壊したり、破壊されたりした方向から、ナポリ地震の震源の位置を特定することができました。同様の現象は、地震現象を研究する他の研究者によって何度も利用されてきました。しかし、構造物に生じる影響は、破壊的な地震の結果としてのみ観測されるべきであり、その場合、都市は地震計の集合体とみなされる可能性があります。（「建物への影響」の章を参照。）

小さな地震の際、地震動の方向を判断するには、計測機器を利用するのが最も効果的な方法であると思われます。

方向を示すための計器。—柱や振り子などのさまざまな種類の計器の方向を示すための相対的な価値については、すでに説明しました。

振り子式地震計を用いることで、地震発生時に地面が一方向、二方向、あるいは複数の方向に動く可能性があることが示されています（ 21ページ参照）。そして一般的に言えば、擾乱に明確な衝撃が加わった場合にのみ、動きが伝播した方向を確実に特定することができます。このような方向は通常、描かれた多かれ少なかれ楕円形の図形の長軸によって示され、それ自体は2つの直線運動の組み合わせを示しているように見えます。

振り子式地震計の記録が示す結果と同様の結果は、ダブルブラケット式地震計を用いた移動プレート実験でも得られている。したがって、701881年7月5日午前 6時に東京を襲った地震では 、次のような動きの兆候が見られた。

衝撃の開始時付近では、動きは北東 112 度でした。この 1.5 秒後、動きの方向は北東 50 度になったようです。さらに 4 分の 3 秒で徐々に北東 145 度に変わり、同様の間隔をあけて北東 62 度になりました。この 0.5 秒後、動きは北東 132 度になり、4 秒後には動きは再び元の方向、つまり北東 112 度になりました。

これらの特定の動作方向は、明確に示されているため選択されました。

日本、そしておそらく他の地震の多い地域でも経験される最も一般的なタイプの地震は、複合型または壊滅型の地震です。

地震はしばしば2組の振動が複合した動きを持つことは、2つの地震計から得られた記録の分析によっても証明されています。ユーイング教授は、このような記録の分析から、1881年3月11日に東京で感じられた地震には、ほぼ円形（やや螺旋状）の動きがあったことを示しました。

ここから、一部の観察者が経験すると言われるねじれやうねりの動きについて考察することになります。イタリア人やメキシコ人が渦巻き運動と呼ぶこのような動きは、煙突や墓石などの物体が回転する原因であると一般的に考えられています。建物に生じる効果に関する章で述べられているように、これらの現象は単純な直線運動を仮定することでより容易に説明できます。

地震の際には複数の方向への動きがあるかもしれないことはアリストテレスの時代から認識されており、2つの方向の動きが同時に起こる可能性がある。71 例えば、垂直運動や横方向運動のような直線運動の場合には、特に 2 つの運動が次々に素早く続いたときに、観察者はねじり運動が起こっていると想像するかもしれません。

衝撃は直線的であったが、柔軟な建物の中にいた人々は、多かれ少なかれ回転運動を経験した可能性がある。建物がそのような動きをしたのは、その構造と衝撃の方向に対する位置の結果としてである。

マレットによれば、破壊的な地震の場合、特に震源地よりほぼ上方に位置する地点では、様々な平面におけるねじれやうねりを伴う運動と、それに伴うより広範囲の上下運動が普遍的な証拠となる。このような擾乱には、sussultatore（不連続体）という言葉が用いられることがある。マレットは、このような運動の性質を示すために、楕円曲線やその他の閉曲線を数多く用いている。

地震の継続時間— 地震に関する記録を読むとき、揺れがどれくらいの期間続いたかを判断するのが難しいことがよくあります。日本では、西暦745年に60時間続いたとされる揺れがあり、西暦977年には300日間続いた一連の揺れがありました。20日から70日間続いた擾乱の記録によく出会います。

1879 年のサンサルバドルでは 10 日間で 600 回を超える地震が感じられ、1850 年のホンジュラスでは 1 週間で 108 回の地震が感じられ、1746 年のリマでは 24 時間で 200 回の地震が感じられ、1868 年のセントトーマス島では約 10 時間で 283 回の地震が感じられました。

このような擾乱は、地面にほぼ継続的な震動を引き起こすほどの速さで次々と起こり、1分、1時間、あるいはそれ以上続く大きな地震活動を形成していると考えられる。72 1日、1週間、あるいは数年にわたることもあります。厳密に言えば、これらは一連の独立した地震であり、それらの振動は多かれ少なかれ重なり合っています。大きな地震が発生すると、通常、多数の小さな地震が続きます。

マレットが述べているように、地震の時間的変動は、しばしば「不規則だが継続するマスケット銃の砲撃音の間に時折聞こえる大砲の音のようなもの」である。1848年のニュージーランド地震では、地震はほぼ5週間にわたって続き、そのほとんどの期間、1日に少なくとも1,000回の地震が発生した。[12]

リスボンの地震は5分で町全体を破壊し、その後数ヶ月に渡って一連の動乱が続いた。1356年10月18日にバーゼルが廃墟と化した後、1年間にわたり地震が続いたとされている。カラブリア地震はかなりの強さで1年間続き、地震が完全に静止するまで10年かかったと言われている。この大地震の際、今日の地震国の多くと同様に、大きな地震が一連の弱い動乱の前兆となった。例外的にこの順序が逆転し、小さな地震が大きな地震の前兆となることもある。フックスはブルーサ地震をこの例として挙げている。最初の地震は1855年2月28日であった。3月9日と23日にもより強い地震があったが、最も大きな地震は3月28日まで到来しなかった。

特定の条件下では、実質的に無制限に持続する、地面に感知できる振動を発生させることが可能です。例えば、ある大きな滝の水が地面に継続的にリズミカルに落下すると、73 岩石は、はるか遠くからでも観測できる振動を生み出す。筆者はナイアガラの滝で、水たまりに反射して絶えず動く太陽の像を観測し、このことを確信した。好条件のもとでは、火山の焦点では​​ほぼ絶え間なく水蒸気が凝結し、そのたびに周囲の地面に振動を生じさせるほどの衝撃が生じる可能性がある。アイスランドの巨大な間欠泉のように、噴火しようとして効果がないものの、その近くに立ったことがある人は、そうした原因がどれほど強力であるかを理解できるだろう。フンボルトは、ベスビオ火山とピチンチャ火山で周期的な衝撃が見られ、蒸気と灰が噴出する20～30秒前に発生していたと述べている。

このような地震は広範囲に及び、徐々に外側へと広がっていくことがあります。このような地震の振動の広がりは、重機や蒸気ハンマーのある大きな工場で観察されることがあります。機械が停止した後、地面が再び静止するまでには、おそらくしばらく時間がかかるでしょう。このような擾乱の例は、「地震動」の項で説明されています。

特定の地点で観測される通常の地震の継続時間の記録は、機器の感度に依存します。

機器を使わずに感覚的に知覚できる連続的な揺れは、通常30秒から2～3分程度続きます。日本では、時計で計時される揺れは通常20秒から40秒程度続きます。時折、1分半以上続く揺れが感じられることもあり、4分33秒も揺れが続いたという記録もあります。

6倍から12倍の倍率を持つ地震計 74通常、動きが感覚で感知できるよりも長く続くことを示します。

振動の周期。地震に擾乱の衝撃とも言えるいくつかの顕著な振動が含まれる場合、私たちの感覚では、これらが不等間隔で発生したことがわかります。

衝撃波を構成する地面の完全な前後振動にかかる時間については、すでに少し触れました。これは地震計によって記録された擾乱の記録から推定されたものです。同じ情報源から、擾乱におけるすべての顕著な振動の周期を容易に得ることができます。

どのような地震でも周期には不規則性があり、地震ごとに周期は異なります。地殻振動の周期を決定しようとした初期の試みについては、「地震観測機器」の章で既に触れています。

3月11日の地震（70ページで言及）では、両方の要素が1秒あたり約5～6回の小さな振動の連続で始まり、次に2秒間に2回の完全な振動からなる衝撃が生じたことがわかります。このことから、東方向の動きが西方向の動きよりもはるかに速く行われたことがわかります。次に、東西の要素を参照すると、1秒あたり約1回の大きな振動がいくつかあり、その上に多数の小さな振動が重なっていることがわかります。動きが進むにつれて、これらの振動は次第に明瞭ではなくなり、間隔も不規則になり、最終的に動きは消滅します。

この地震は、東京の筆者の自宅で記録されたもので、約1分半続いた。

ユーイング教授が記録した同じ地震 75約1.5マイル離れた平地にある観測所では、地震は4分半続いたとみられる。最大の波の周期は0.7秒だった。

1881年3月8日の地震では、平均して1秒あたり1.4回の振動が発生しました。これらの振動は、観測所と、時間観測によって擾乱が発生したと推定される場所とを結ぶ線に対して横方向に発生しました。したがって、これらの振動は非常に遅い周期を有しており、横方向の動きであったと推定できます。この遅さ、あるいは緩慢さは、歪みの弾性係数が通常の振動の伝播を支配する弾性係数よりも小さいという事実に起因しています。

地震の振幅。地震発生時に私たちがどの程度前後に移動するかを感覚で判断すると、しばしば誤った判断をしてしまうことがあります。屋外で歩いている場合、煙突が倒れたり家の屋根が吹き飛んだりするほどの強い地震が発生することがありますが、実際の地面の揺れに関しては、気づかれることはありません。一方、屋内、特に上層階にいる人にとっては、建物が受ける角度変化によって、わずかな揺れでもかなりの不安を感じずに通り過ぎることは不可能です。

多くの観測者が、地震発生時に地球が最大どの程度移動するかを実際に測定しようと試みてきました。1841年の英国協会の報告書の中には、「スコットランドとアイルランドの地震の揺れを記録するための機器と記録簿を入手する」ために任命された委員会の報告書があります。ある報告書には、76 測定された地震では、地盤の変位は半インチであったが、別の地震では半インチ未満であった。これらの観測に使用された計器は、擾乱発生時には静止していると想定される振り子の慣性を利用したものであった。これらと同様の観測は日本でも行われており、E・ニッピング氏がG・ワグナー博士のために行った長期にわたる一連の観測は、1878年11月から1880年4月まで行われ、以下の通りであった。

地震の数
地面の最大水平移動
10
·0～0·15mm。
7
·15 „ 0·5 „
8
·5 „ 2·5 „
2
2.5「さらに」
ワグナー博士は、鉛直運動の測定装置を用いて、絶対鉛直運動の観測も行いました。この値は-0.02mmに達することは稀でした。最大の値は1880年2月22日の破壊的な衝撃波で観測され、-56mmでした。

東京各地に配備された数々の計測機器（主なものは、摩擦針で「静止」状態を示す振り子と、実際の地盤の動きを観察するための拡大鏡を備えたもの）を用いて、筆者はワグナー博士と同様の結果を得た。すなわち、小規模地震発生時の地球の最大水平移動は通常、わずか1ミリメートルの数分の1であり、3～4ミリメートルを超えることはほとんどないということである。5～6ミリメートルの地震が発生すると、レンガ造りや石造りの煙突が破壊されているのが見られることが多い。

垂直方向の動きについても得られた結果は非常に小さかった。東京では、垂直方向の動きがほとんど見られないことから、 77検出され、記録される場合でも 1 ミリメートルを超えることはほとんどありません。

数年前に発表されたこれらの結果は、その後、さまざまな観測者がさまざまな機器を使用して確認してきました。

マレットは、1857 年のナポリ地震の記録の中で、非常に非弾性的な石積みの大きな塊に形成され、残っている亀裂の重心レベルでの幅を観察することによって、地震の振幅を地球粒子の振幅に近似しました。

マレットは、地震の垂直線（震源地）を通る同じ線上または非常に近い位置にある観測所を調べ、次の表に示すように、距離の関数として振幅が増加することを観察しました。

駅 ポラ ラ・サラ チェルトーザ トラムトラ サルコニ
地震垂直からの距離（地理マイル） 3·45 11·60 16·50 20·60 26.7
振幅（インチ） 2·5 3·5 4·0 4·5 4·75
このような法則が、地震の鉛直方向から中心の垂直深度に匹敵する距離にある場所に存在する可能性については、後ほど説明します。

地球粒子の最大変位に関して、マレットは、場合によっては1フィートを超える変位があったことを示す証拠があると考えていた。M.アベラは、1881年にフィリピンで発生した地震において、約2メートルの距離まで地球の動きを大まかに観測した。これは予想通り、物質の弾性限界を超えており、亀裂が生じ、それが開閉する様子が観察された。

地震の強さ。—強さについて言えば 78地震について、私たちは通常「弱い」「強い」「激しい」といった用語を用います。これらの表現は、地震が引き起こした影響の例示を伴い、特定の場所で感じられた揺れの強さについて大まかな考えを伝えますが、それでもなお私たちの考えは明確ではありません。そして、ある揺れを別の揺れと全体として比較しようとすると、正確さがさらに欠如します。パルミエリの地震計は、ある度数で震度を示し、それはある程度、特定の場所で示された揺れの激しさの尺度となることを見てきました。前述のように、度数は、揺れの結果、管内の一定量の水銀が押し流された高さを指し、それは管内の水銀の深さと、また揺れの持続時間の関数です。

このことから、十分な時間にわたって継続する、振幅の小さい非常にゆっくりとした動きが、水銀周期と一致した場合、何段階もの強さの地震があったことを示している可能性があり、その一方で、近隣の住民はその揺れに気づかなかったかもしれない。一方、かなりの破壊をもたらした短時間だが強い衝撃が、わずか数段階の強さとして記録された可能性もある。

このような強度記録方法に対しては異論もあるかもしれないが、実際にはそのような結果は顕著ではなく、機器の表示は通常、相対的な強度のおおよその指標を示すものと思われる。

1857 年のナポリ地震について書いた記事の中で、マレットは「面積だけでは地震のエネルギーを測ることはできない」と述べている。

衝撃が感じられる範囲は、擾乱の初期の力だけでなく、 79衝撃の焦点の深さ、焦点の形状と位置、擾乱の持続時間、および揺れる物質の性質と配置によって異なります。

日本における観測から、巨大な山脈が地震活動の広がりにかなりの影響を及ぼすことが明らかになっています。広大な山脈の片側では大都市が廃墟と化す一方で、反対側ではこうした破壊を引き起こした活動が気づかれないこともあります。

地球粒子の速度と加速度。—さて、地震の強さを決定する方法について見ていきましょう。これは、これまで議論してきた方法よりも恣意性が低いものです。これらの方法は、人工的な擾乱について述べた際に既に議論されており、破壊的な影響によって測定される地震の強さは、地面の前後方向の運動の開始または終了の突然さに大きく依存することが示されています。

地震現象の初期の研究者の中には、地震の際に物体が投げ出された距離と、その下の地面が動かされた際の突発性、あるいは初速度との間に関連があることを観察した人物がいます。マサチューセッツ州ケンブリッジのウェンスロップ教授は、1755年のニューイングランド地震までに、自宅の煙突からレンガが30フィート（約9メートル）も投げ出されたことに気づきました。このことと煙突の高さから、ウェンスロップ教授はレンガが毎秒21フィート（約7.4メートル）の初速度で投げ出されたと計算しました。[13]

1857 年のナポリ地震の際の地球粒子の最大速度に関するマレットの計算は、物体の転倒、突出、および破壊に依存していました。

80

彼が計算を行う際に参考にした原則は、次の図から理解できるでしょう。

図14.
柱abcd が衝撃を受けたり、矢印の方向に突然動かされたりした場合、この柱の重心gは端の周りを回転し、軌跡goを描く傾向があります。もしoを通過すると、柱は落下します。このような場合の作業は、柱を高さ o hだけ持ち上げることに相当します。

ga = a、角度ga h = ϕ、物体の重さ = wとすると、上記の仕事は

w a (1 − cos ϕ ) 。

これは獲得した仕事、つまり物体の回転の運動エネルギーに等しくなければならない。

w a (1 − cos ϕ ) =
w w 2 k 2
2グラム
。
ここで、 wは物体の始動時の角速度、kはa の周りの回転半径、gは落下する物体が1秒間に得る速度である。

w 2 k 2 = 2 ga (1 − cos ϕ )、
しかし、角速度wは、適用される静的偶力を慣性モーメントで割った値に等しい。

w =
v a cos ϕ
k 2
、
二乗と代入

v 2 = 2 g ×
k 2
1つの
×
1 − cosϕ
cos 2 ϕ
、
81

そして対応する振り子の長さはl =
k 2
1つの
、

v 2 = 2 gl ×
1 − cosϕ
cos 2 ϕ
、
これを任意のケースに適用するには、 lの値または
k 2
1つの
。

マレットは、立方体、中実および中空の直方体、中実および中空の円筒などについてこれらの値を算出しています。これらの公式は、物体の寸法と形状と、その物体を倒すためにその下の地面が移動しなければならない速度との間に直接的な関係を示しています。

図15.
水平方向の力だけでなく、斜めに作用する力についても議論されている。壁の亀裂の発生にも同様の推論が当てはまるが、 石積みの層を横切る接合部を貫通して亀裂を生じさせるために必要な力の係数に関する知識には不確実性があるため、推論を速度の尺度として適用すべきではない。亀裂が基礎や水平面、石積みの連続層の水平面、あるいは均質な物体で発生する場合、不確実性はそれほど大きくなく、マレットはこのようなケースについていくつかの例を示している。例えば台座の頂上から装飾品が、屋根の縁から笠石が投げ出された距離も、衝撃が到達した角度を決定する手段として用いられた。 82出現したか、またはこれが分かっている場合は、速度を決定するために。

このように、台座の上にある ボールaは、 oc方向の衝撃によって点cへの軌道を描く。ocと地平線とのなす 角度をe、ボールが落下した垂直方向の高さをb、投射された水平方向の距離をaとすると、

b = a tan e +
2​
4 h cos 2 e
、
hは投射速度による高さである。

正接e =
2時間± √4時間（h + b）−a 2
1つの
v 2 =
2g​ ​
2 cos 2 e ( b − a tan e )
。
co方向の逆運動またはサブノーマル波の場合、

正接e =
2時間± √4時間（h + b）−a 2
1つの
v 2 =
2g​ ​
2 cos 2 e ( b + a tan e )
。
実用上、この種の計算に重大な誤りが生じる可能性があることが指摘されている。それは、柱を地震計として用いる場合である。柱は倒れる前にしばしば揺れ動くことがあり、したがって最終的な倒れは、その後の地震の衝撃と直接的な関係がない可能性があることが示された。

上記の計算に関して注意しなければならないもう一つの点は、投影された物体とその物体との間に摩擦や付着がない場合、83 台座に付着していない場合は、慣性により衝撃波の前進運動に取り残され、支持部の根元に落下する。摩擦による付着の場合は、付着が破られる前に得た速度によって前方に運ばれ、図に示されている方向とは反対方向、つまり衝撃波の方向に投げ出される。[14]

地震によって及ぼされる力の絶対的な強さ。地震を経験した人なら誰でも、このような擾乱を引き起こした力は途方もなく大きかったに違いないと考えるでしょう。地震によって表されるエネルギーの絶対量について私たちが行う推定は、扱う要因の性質上、正確であるとは考えられません。しかしながら、現在私たちが全く理解していない量の推定には役立つかもしれません。私たちが求める結果を得るための一つの方法は、マレットがナポリ地震に関する計算で用いた方法です。マレットは、地中を50フィートから60フィート降下するごとに平均1°F（摂氏約1.5度）の速度で降下するにつれて、一般的に温度が上昇するという考えを信じていません。より良い方法がなかったからです。マレットはこの法則が正しいと仮定し、様々な観察から擾乱が発生した空洞の様々な部分の深さを知って、地表下の深さに応じて、この空洞の様々な部分の温度を計算しています。次に、この空洞に蒸気が突然注入され、最高温度によって最大の圧力がかかったと仮定します。これは約684気圧と計算されました。

84

次に、彼はそのような圧力を釣り合わせるために必要な石灰岩の柱の高さを決定しました。その高さは約8,550フィートです。この空洞の上の地層の最小の厚さは16,700フィートであったため、684気圧の圧力は空洞の覆いを吹き飛ばすには不十分でしたが、もし空洞内に突然流入したり発生したりすれば、空洞の壁が急激に圧縮され、衝撃波を発生させた可能性があります。

684気圧は1平方インチあたり約4.58トンに相当し、空洞の壁の総面積は27平方マイルと計算されるため、累積圧力は640,528百万トン以上となる。しかしマレットは、中心空洞の温度は地下水位の上昇により、実際の温度よりもはるかに高かった可能性があり、したがって圧力もより高かった可能性があると示唆している。

しかし、地震の衝撃を発生させる能力は、蒸気がいかに急激に放出されるかにかかっています。ブティニーらの実験によると、マレットは、最も急激な蒸気発生は500～550℃の温度で起こると述べています。これは、平均震源深度から計算された温度よりわずか数度低いだけです。

上記で計算された圧力が正しいと仮定し、その圧力が作用する物質の圧縮係数が分かっている場合、開始の瞬間に近い特定の瞬間、つまり焦点における波の体積を計算することができ、そこから表面に到達したときの波の振幅を推測することができます。

逆算して、波の振幅を観察し、焦点の深さを計算し、膨張係数がわかれば、総圧縮は 85計算によって温度を算出し、それを生み出す圧力から温度を推定することができます。このように、地震は実験では決して到達できない深さの地下温度を計算する手段として利用することができます。

おそらくマレットが採用したものよりも明確な方法は、人工的な撹乱の強度について話すときに示された方法を適用することである。

発生源が既知の地震について、地震計を用いて発生源から異なる距離にある2つ以上の観測点における地殻粒子の平均加速度を測定することができれば、その漸近線間の面積が地震の全体的強度を表す尺度となる強度曲線を描くことができる。この面積を、例えば1ポンドのダイナマイトを爆発させたときに生じる単位擾乱の面積と比較することで、この単位を用いて地震の初期強度を概算することができる。

地震の放射。地震のより激しい動きに先立つ微動は、マレットが示唆したように[15] 、 直接の振動よりも先に自由表面波が遠方の地点に到達するためである可能性がある。

地表またはその近くで打撃を与えることによって生じる地面の振動は、谷の反対側に地下の歪み波が現れないため、切通しや谷に到達すると完全に消去されるという事実は、擾乱が地表を伝わるものであることを示している。同じ事実は、振動を丘の斜面を通してトンネルに伝えようとするときにも示される。

トンネル内では、距離は短いかもしれないが、 86感知できる影響は生じないが、トンネルの外側の地表では発生源から遠く離れた場所で同じ擾乱が記録される可能性がある。

最後に、地下の鉱夫たちの経験について触れておきたいと思います。

ザクセン州エルツ山地のマリエンベルク鉱山のように、地下深くにいる鉱夫が、地上では感知されない衝撃を感じるという事例が時折あります。このような観察は稀であり、地下の掘削孔の陥没によって説明できる可能性があります。

通常の経験では、地下で衝撃が感じられると、それは地表でも感じられる。例えば、リスボン動乱（1755年）のときのダービーシャーの鉛鉱山がそうだ。

しかし、最も頻繁に観察されるのは、1823 年 11 月にファフルンとプレスブルクで起こったように、地表で衝撃が感じられるのに、地表下の鉱夫にはそれが気づかれないというものである。

約12年前、コロラド州のコムストック鉱脈で多くの地震が感じられました。ある日には24回も観測されました。チャールズ・フォアマン監督は、1882年にバージニアシティを訪れた筆者に対し、これらの地震が地表で壊滅的な被害をもたらす寸前だったのに対し、鉱山深部でも地表と同様に強く感じられたかどうかを確かめるために特別な観測が行われたと語っています。多くの観測者の共通の証言は、ほとんどの場合、地中では全く感じられず、感じられたとしても極めて微弱だったということです。日本の高島炭鉱では、地中で地震を感じることは稀です。

これらの後者の観察の説明は、振幅が小さいことの結果として 87表面上の動きの程度と比較すると、表面下の固体岩石の動きの程度は小さいので、擾乱は気付かれずに通り過ぎるか、あるいは、その発生源から離れた場所では、擾乱は実質的に表面に限定されます。

地震の伝播速度。多くの人が地震について書き、地震の伝播速度を伝えようと努めてきましたが、この主題については、まだ正確な情報がほとんどありません。

この研究分野の重要性は疑いようもなく大きい。地震が様々な方向に伝播した速度を知ることで、その発生場所を特定しやすくなる。地震が通過した媒質の性質について重要な推論を導き出せる可能性もある。また、地震を引き起こした擾乱の強度についても何か知見が得られるかもしれない。1851年の英国協会報告書の中で、マレットは次ページに表を掲載している。この表には、彼が論じたいくつかの地震の震動のおおよその伝播速度がまとめられている。これらの中には、海底を通過した、あるいは海底を横切った擾乱の記録が含まれていることに注意されたい。

マレットの1858年の英国協会報告書では、デイビッド・ミルン氏[16]がまとめた1755年と1761年のリスボン地震に関するデータが紹介されており、そのデータから速度表（89ページ）が計算されているが、マレット氏が不確かだと記したデータは省略されている。

距離はそれぞれ 70 英国マイルの度で表示され、時間はリスボン時間に短縮されます。

88

機会と場所 おおよその速度（フィート/秒） 知られている、または推測される範囲で地表に広がる地層 権限
ジョン・ミッチェル牧師によるリスボン地震からの推測
1,760
海底、おそらく粘板岩、二次岩、結晶岩の上 ミッチェル
フォン・フンボルトの南米からの推測
1,760から2,464
南米の様々な岩石（主に火山岩）の観察から フンボルト
1761年のリスボン地震。
リスボンからコルーニャ
1,994
遷移紀、石炭紀、花崗岩質 「年次記録」
リスボンからコーク
5,228
遷移層、石炭紀結晶質粘板岩および花崗岩、おそらく海底下 「
リスボンからサンタクルス
3,261
多くの変更も同様 「
アンティル諸島。
ポアント・ア・ピートルからカイエンヌまで（疑わしい）
6,586
おそらく海底の火山岩 スティアーとペリーの覚書、ディジョン
インド。
カッチからカルカッタへ、1819年
1,173
沖積岩、二次岩、花崗岩、そしてその後の火成岩 『ロイヤル・アジアティック・ジャーナル』
インド、ネパール、ガンジス川流域、1834年：—
ルングプールからアラへ
2,314
3,520
990
1,210
}
深層沖積岩、時折、石炭紀、花崗岩、そしてそれ以降の火成岩の遷移を伴う 『ロイヤル・アジアティック・ジャーナル』
モンギルからゴラックプルへ
ルングプールからモンギル
ルングプールからカルカッタへ
1851 年、海上の船舶「ランブラー」と「ミルウッド」。北緯 16° 30′、西経 54° 30′ と北緯 23° 30′、西経 58° 0′ の間。
1,056
未知の岩石の上に横たわる海底 『航海雑誌』
89

1755年11月1日のリスボン地震。

地域 衝撃の瞬間を観察 推定起源からの距離 速度（フィート/秒）

h.
メートル。
°
′

推定震源地は、緯度30°、経度11°西。
9
23
— —
西経38度、緯10度47分の海上にある船。
9
24
0
30
3,091
コラレス
9
30
1
30
1,325
リスボン
9
32
1
30
1,030
ポルト
9
38
2
30
1,030
アヤモンテ
9
50
4
0
916
カディス
9
48
5
0
1,236
タンジェとテトゥアン
9
46
5
30
1,478
マドリード
9
43
6
0
1,855
フンシャル
10
1
8
30
1,382
ポーツマス
10
3
12
30
1,431
アーブル
10
23
13
0
1,339
読む
10
27
13
30
1,304
ヤーマス
10
42
15
0
1,174
アムステルダム
10
6
17
0
2,444
ネス湖
10
42
18
0
1,409
1761年3月31日のリスボン地震。[17]

地域 衝撃の瞬間を観察 推定起源からの距離 速度（フィート/秒）

h.
メートル。
°
′

推定焦点は緯度43°、経度11°西。
11
51
— —
ポルトガルの海岸から数リーグ離れた緯度43度の海上にある船
11
52
0
30
3,091
北緯44度8分、海岸から約80リーグの地点に船あり
11
54
1
45
3,607
コルーニャ
11
51
2
30
2,576
船の緯度はフィニステレ岬の北北西44度8分80リーグ
11
58
3
30
3,091
リスボン 正午
4
30
3,091
マデイラ
12
6
10
0
4,122
コルク
12
11
9
30
2,937
これらのテーブルは、材料の性質上 90マレットが利用していた方法は、真実への粗雑な近似値に過ぎない。しかしながら、二つの興味深い事実が観察される。第一に、1761年の地震の速度は1755年の地震の速度よりもはるかに高いこと、第二に、どちらの場合も海上の船舶の観測から決定された速度は互いに非常に近似しており、いずれの場合も音波が水中を伝わる速度とほぼ同じであることである。

異なる地震で得られた移動速度の大きな違いは注目に値する点です。

ゼーバッハの速度は真の通過速度であり、その決定は、衝撃が震源地からではなく中心から放射されたという仮定に依存します 。ゼーバッハの方法は、発生源の決定について説明するときに説明されます。

1874年10月7日の地震の伝播速度に関する興味深い観察がMS di Rossiによって示されています。[18]

一つの仮説は、擾乱が発生源から周囲の観測点へと放射状に広がったというものである。もう一つの仮説は、擾乱が自然の断層に沿って広がり、その方向は特定の山脈の頂上から推定されるというものである。これらの速度は以下の通りであり、マラディは擾乱の発生源またはその付近に位置する。

直射日光による速度（フィート/秒） 山脈に沿った伝播による速度（フィート/秒）
モディリアーナ 820 マレンツォ渓谷のそば
1,080
ボローニャ 656 「サヴェノ」
1,080
フォルリ 874 モントーネ
1,080
モデナ 518 「パナロ」
{
1,080
984
フィレンツェ 273 „ „ ふるい
540
コンピオッビ 328 「「 …
540
91

もう一つの興味深い結果は、1873年3月12日の地震に関するP.セルピエリの研究である。この地震の伝播の奇妙な様相は、「地震の地理的分布」の章（231ページ参照）で説明されている。二つの大きな地域がほぼ同時に襲われたようで、弾性変形の時間がないため、どちらの地域に位置する地点間の速度は極めて大きく計算された。[19]

ラグーザからヴェネツィアまでの速度は
2,734
フィート/秒
« スポレト «
4,101
「「
「ペルージャからオルヴィエートへ」
601
「「
„ „ „ アンコーナ
1,640
「「
ローマ
{
1,640
または、2,186
「「
以下は日本で測定されたおおよその地震速度の例です。

1881年10月25日の東京地震。この地震に関する記録によると、地震は蝦夷島全域と、東京よりやや南に位置する日本北部および東海岸で感じられたようです。根室と函館で最も激しく、根室では被害は軽微でした。これらの事実、および移動方向を記録する機器の指示や時刻記録の全般的な調査から、この擾乱は東京の北東にかなり離れた蝦夷島東岸の海底で発生し、そこからほぼ一直線に横浜まで到達したと考えられます。

擾乱は横浜で東京より21秒遅れて感じられ、この2地点間の距離は約16地理マイルであるため、この部分の擾乱は少なくとも毎秒4,300フィートの速度で移動したに違いない。 92衝撃は函館に到達した後、東京と横浜の間と同じ速度で移動し、札幌に到達したと仮定すると、函館の18秒後に揺れが感じられたので、函館が揺れてから札幌がその影響を感じるまでに、衝撃は約13地理的マイルを移動したに違いありません。

函館から札幌を囲む半径13マイルの円の東側に接線を引くと、擾乱の起点はこの接線を直角に二等分する線上にあるはずである。また、東京と横浜を結ぶ線上にあるため、北緯41度、東経144度15分付近に位置し、これは函館よりも根室にやや近い位置となる。これを起点とすると、函館のホモセイストから函館に到達した衝撃波は、約345キロメートルを128秒かけて東京に到達したことになる。これは毎秒10,219フィートの速度に相当する。

ここで採用されている方法は、双曲線と一方向の手法（204ページ参照）と同等である。双曲線は、東京と横浜間の移動時間から推定される速度が正確であり、また、札幌付近の地球波が東京付近とほぼ同じ速度で伝播したという仮定に基づいて記述されている。しかしながら、地球波の伝播速度は東京付近よりも速かった可能性も高い。もしそうであれば、起点は幾分南東に移動し、函館ホモセイストと東京間の速度は減少する。したがって、札幌地区の速度が東京地区で観測された速度の2倍であれば、起点は南西に約28マイル移動し、後者の速度は毎秒約9,000フィートに減少する。

円の法則に従って、速度がすべての方向で一定であると仮定すると、これは 93速度は秒速約6,000フィートだったに違いありません。地震計やその他の情報源から得られる方向指示からこの交差点が正確​​な起点であると仮定すると、方向によっては秒速17,000フィートにも達した可能性があります。

このように決定された起源、あるいは円周法によって決定されたとしても、蝦夷島の北東にある根室のような場所が、言及された他のどの場所よりも起源に近かったという事実と矛盾する。

したがって、この衝撃波に関して私たちが導き出す結論は、もちろん時間観測がかなり正確であると仮定した場合、伝播速度は変動し、発生源に近い地点間で測定した場合の方が、離れた地点間で測定した場合よりも速かったというものである。推定速度は毎秒4,000フィートから9,000フィートの範囲で変動する。

先ほど議論した地震の場合、東京と横浜の間を震源からほぼ直線的に通過した擾乱の例があります。すべての地震が同じ速度で伝播すると仮定すると、この方向の擾乱の伝播時間は最大となるはずなので、以下の表は、これら2つの観測点における複数の震源の観測時刻間隔を示しています。

横浜から東京へ。 東京から横浜へ。
1880年12月20日 36秒 1882年10月25日 21秒
1881年1月7日14～31日 1883年2月6日23
「60年3月8日」 「53年3月1日」
„ „ 17日。66 „ 63
「11月15日31日」 8月27日
1882年2月16日22 11日26日
これらは、毎日使用される電信信号の助けを借りて行われた観察であるため、 94観測データが得られた時計を修正し評価すれば、それらは十分に正しいとみなされるだろう。

2月6日の擾乱と3月1日の2つの地震は、10月25日の地震と同様に、北北東を震源として東京を通り横浜までほぼ直線的に伝播したと考えられる。上記の間隔から計算される伝播速度は、それぞれ約毎秒3,900フィート、1,900フィート、1,400フィートである。2月16日の地震は、横浜の東約8マイルにある江戸湾付近で発生したと思われる。もしこれが事実だと仮定すると、横浜の同位相地震と東京の間の地震は毎秒2,454フィートの速度で伝播したが、東京の同位相地震と千葉の間の地震は毎秒750フィートの速度で伝播した。つまり、擾乱が外側に広がるにつれて伝播速度は急速に低下したと言える。

横浜では5時31分54秒、東京では5時32分16秒、千葉では5時33分48秒に記録されました。これらの時刻は東京標準時です。

3月11日の地震は、東京で 午後7時51分22秒、横浜で午後7時51分33秒に記録されました。記録が非常に鮮明な計器類の指示から、江戸湾北東端、千葉から南南西約19マイルの位置で発生したと考えられます。この地震はかなり激しく、複数の煙突が破壊されました。東京のホモセイスト（水平方向の地震計）から推定すると、地震は毎秒約2,200フィートの速度で横浜まで伝播したようです。これらの観測がおおよそ正確であると仮定し、以前の観測者の記録と合わせると、以下の結論が導き出されます。

1. 同じ国を横切って移動する地震であっても、その速度はそれぞれ異なる。 95毎秒数百フィートから数千フィートの間で変化します。
2. 同じ地震でも、震源に近い地域では遠く離れた地域よりも速く伝わります。
3. 衝撃の強さが大きければ大きいほど、速度も大きくなります。

96
第6章
地震が建物に及ぼす影響。
建物の破壊は不規則ではない—建物の亀裂—東京の建物—破壊と地震動の関係—地震で揺れた建物部分の相対運動の測定—亀裂の防止—亀裂の方向—屋根の勾配—壁の開口部の相対位置—最後の家—建物の揺れ—相対振動周期の原理。
本章の主題は、実際的な観点から、地震学者が扱わなければならない最も重要なテーマの一つです。地震の発生を防ぐことはできません。地震の揺れやすい地域を避けなければ、地震から逃れる手段もありません。しかし、ある程度は自らを守ることはできます。様々な構造や立地の建物に地震が及ぼす影響を研究することで、世界の特定の地域で繰り返し発生する災害を回避、あるいは少なくとも軽減する方法を学ぶことができます。このテーマは広範囲にわたるため、ここで述べることは、このテーマに当然必要とされる注意を払うであろう将来の研究者たちの研究への貢献としてのみ捉えるべきです。

地震による破壊は不規則ではありません。もし私たちが突然、地震で破壊された大都市の廃墟の中に置かれたら、すぐに97瓦礫 の相対的な位置や、私たちを取り囲む破壊全般に関して、何らかの法則性を見出すことは不可能である 。しかしながら、観察の結果は、地震によって生じた一見混沌とした廃墟の中にも、多くの場合、落下した物体の位置、壁の亀裂の方向と位置、そしてそのような破壊的な擾乱によって生じるその他の様々な現象には、多かれ少なかれ法則性が存在していることを示している。

マレットは、1857年のナポリ地震を記述した第一巻の冒頭で、様々な地震が構造の異なる建物に及ぼす一般的な影響について論じている。まず、長方形の建物の場合、地震の揺れに対して直角の壁は、地震に平行な壁よりも倒壊しやすいことを示している。経験からも同様の教訓が得られる。例えば、ダーウィンは1835年のコンセプシオン地震について述べている際、[20]、街はスペインの一般的な様式で建設され、すべての通りが互いに直角に走っていたと述べている。ある通りは南西から西、北東から東に伸びており、別の通りは北西から北、南東から南に伸びていた。前者の方向の壁は後者の壁よりも明らかに頑丈であった。この起伏は南西から来たものである。

カラッカスでは、どの家にもラガ・セクーロ（安全な側）があり、住民はそこに壊れやすい財産を置いていると言われています。このラガ・セクーロとは北側で、ここが選ばれたのは、破壊的な地震の3分の2が西から東へ街を横切り、建物の北側の壁が横から襲われたためです。[21]

98

建物の亀裂。上記のような結果は、私たちが日常的に対処しなければならないような動きではなく、破壊的な地震によって生じます。建物がわずかな動きを受けると、衝撃方向に対して直角な壁は全体として前後に動き、各開口部の上の弱い部分で亀裂が生じる傾向はほとんどないか全くないと想定されます。しかし、動きの方向と平行な壁は、いわばその長さに沿って伸縮するため、結果として各開口部で崩壊することが予想されます。壁の長さに沿って伸縮するこの傾向は、例えば、壁の異なる部分が寸法や弾性の違いにより固有振動周期が異なるため、あるいは長い壁の2つの部分が同時に異なる位相の波の影響を受けるためと考えられます。

ここで示したような建物の倒壊の例として、最近東京で建設中だった大きなレンガ造りの建物を例に挙げてみましょう。地震発生時、この建物は地表からわずか14～15フィートの高さにありました。建物は北西から南東に伸びており、この方向に対して直角に多くの壁が交差していました。建物のすべての壁には、アーチ型の開口部が多数設けられていました。横断壁の中央部の厚さは5フィートにも達し、壁を繋ぐアーチの厚さは4フィート4インチでした。そのため、アーチは重厚なレンガ積みの塊を比較的軽量に繋ぐ役割を果たしていました。

1879年3月3日午後4時43分に地震が発生しました。 99東京全域で感じられた地震で、その強さは、我々の感覚から判断すると、平均的な地震の強さを上回っていました。パルミエリの観測機器の一つで記録された地震の方向は南南西から北北東で、震度は11度でした。同日、同じ方向から小規模な地震が数回発生し、9日にはさらに別の地震が発生しました。

これらの揺れの直後、ここで言及されている建物の内壁のほぼすべてのアーチが、北西約40度方向に頂部を横切ってひび割れていることが発見されました。建物の他のアーチは、震動方向に対して直角の壁面に多数存在しましたが、損傷は見られませんでした。しかし、この記述には例外が一つあり、後に沈下が原因であることが証明されました。

これらの亀裂を調べた結果、その原因は、つい先ほど経験した一連の揺れにのみ見出されました。アーチの左右の重厚な壁が、周期的に同期せずに振動し、その結果、それらを繋ぐアーチが引き裂かれたかのようでした。

ひび割れができた時期と、ひび割れが見つかった特殊な位置から、ひび割れの発生源は明らかであったが、基礎の沈下によるものではないことを確かめるため、レンガの壁に水平線が引かれ、その後も時々観察された。

様々な亀裂が伸びている箇所も記録され、観察された。壁の下には基礎として厚さ約90センチ、幅約30センチのコンクリート層があった。これは、建設途中の壁の圧力に2年間さらされていた。 100アーチが設置されていた。これらの基礎は、これまでよりもはるかに大きな重量を支えるように設計されていたため、異常に強固であったため、沈下が検出された場合は驚くべきことであっただろう。

これらの亀裂が形成されてから数週間後、亀裂は徐々に閉じていく様子が観察されました。これはおそらく、アーチの2つの破損部分が徐々に内側に落ち込み、開いた状態が不安定になったためと考えられます。

図16. —角の家のひび割れ、
ベッルーノ、1873年6月29日（ビットナー）。
もしこの建物が地震発生時にもっと完成度が高く、重厚な壁がより高い位置で接合されていたならば、アーチ道が弱点となっていたとしても、亀裂は生じなかった可能性が高い。この図は、建物が特定の方向に揺さぶられた場合、亀裂が生じる位置に何らかの法則性があることを示しています。別の例として、1873年6月29日の地震後のベッルーノの建物に関するアレクサンダー・ビットナーの観察結果を挙げることができます（参照：Beiträge zur Kenntniss des Erdbebens von Belluno am 29 Juni, 1873, p. 40. Von Alexander Bittner. Aus dem LXIX. Bande der Sitzungsb. der K. Akad. der Wissensch., II. Abth., April-Heft. Jahrg. 1874）。

一般的に言えば、彼は「同じような立地にある家々は、対応する壁や角で同じような被害を受けている。ベッルーノでは、どこでも繰り返されるある種の被害があり、それが独特の景観を生み出している」と述べている。101 「家の南西と北東の角に分割システムがある。」これは添付のスケッチによく示されており、互いに直角にある2つの壁の方向に対して斜めの衝撃の影響を明らかに示しています。

図17.
—東京のレンガ造りの建物。ひび割れが見られる。
東京の建物—地震が東京の建物にどのような影響を与えたか、そして同時に、異なる方向に広がる建物群が同様の被害を受けたかどうかを確かめるために、筆者はジョサイア・コンドル氏と共同で、銀座地区にある多数の外国人建築住宅を調査した。この地区を選んだ主な理由は、 類似した建物が多数見られる唯一の地区だったからである。異なる構造の家屋や建物を調査すると、地震の影響が非常に多くの違いを見せることが多く、全体的な影響、つまり非対称な構造が非対称な破壊をもたらしたかを判断することはほぼ不可能となる。

同じ地域に建つ多数の類似した建物は、複数の地震計とみなすことができ、各建物への影響は、全体に及ぼされた全体的な影響の平均によって判断される。調査対象となった2棟の建物の概略を図17に示す。この図では、 102生じた亀裂の一般的な特徴も見ることができる。家屋はレンガ造りで、多くの場合、薄い白い漆喰で覆われている。上階のレベルから突き出たバルコニーの正面には、低い手すりがある。これは小さな梁で支えられており、その外側の端は円筒形の柱の列に支えられている。これが各家屋の列の前に屋根付きの通路を形成している。屋根は厚い瓦葺きである。上の窓のアーチは橋台から鋭く突き出ており、その頂部には重いキーストーンが付いているのがわかる。スパンが 9 フィートある下部の開口部は、明らかに一般的な日本の家屋のオープンフロントを模倣して作られたものである。これらのアーチ道は橋台から緩やかにカーブしている。外壁の厚さは 13.5 インチである。

北東の通りにある 174 軒の家と北西の通りにある 156 軒の家（いずれも類似の家）を注意深く調査した結果、次のようになりました。

1. 上部の窓では、ほぼすべての亀裂は、橋台と角度を形成するバネから伸びていました。
2. 橋台に向かって湾曲する下部アーチでは、スプリングウェイに亀裂は一つも見られなかった。これらのアーチの亀裂は、バルコニーを支える梁が突き出ている頂部付近に見られた。多くの場合、下部にアーチがない場合でも、亀裂はそのような梁から発生していた。ここで示されているように、亀裂が特殊な位置に発生することは、多くの地震の記録に添えられた図からも明らかである。
3. 最も多くのひび割れが発生した家屋は、市内を横切る地震の回数と強度が最も大きかった方向と平行に走る通りにあった。

103

結果は、小さな地震動の影響を避けるには、主要な開口部のある壁はすべて、各地区の地震動が通常伝わる方向に対して可能な限り直角に配置する必要があることを示した。そうすることで、空白の壁、つまり重要でない開口部のある壁は、地震動の方向と平行になる。つまり、建物が互いに直角に交わる2組の壁で構成されていると仮定した場合である。

もう一つの重要な点は、アーチをバットレスへと湾曲させて建設することです。地震国で見られるドアや窓のアーチは、地震のない国で見られるものと何ら変わりません。地震国では、これらの構造物は静的に加わる垂直方向の圧力に耐えるだけで済みますが、地震国では、多かれ少なかれ突然加わる水平方向の応力にも耐えなければなりません。

破壊と地震動の関係— 物体の転倒と突出と地盤の運動との関係については既に論じた。3つの関係を示す式において、物体の重量ではなく形状が、その基礎部分の運動によって転倒するか突出するかを決定づけているという事実に注目すると興味深いだろう。

軽い物体も重い物体と同じくらい簡単にひっくり返るという興味深い証拠として、マレットはナポリ地震の結果の一つとして、大きな干し草の山がいくつもひっくり返ったことを言及しています。

マレットは、物質の質量が変位または破壊された場合、最大速度は√2gh（hは波の振幅）を超えると指摘している。最大速度がこの値より小さい場合、作用を受ける質量は単に上下するだけである。104 波の発生がほぼ垂直または完全に垂直であっても、相対的な変位は発生しません。

不規則な石積みの塊に垂直波が作用すると、石積みの重い部分は慣性により残りの部分に比べて下降する傾向があり、その結果、垂直の亀裂が生じます。このため、アーチ道、重い屋根、または重い床の上に重い材料を使用することは推奨されません。マレット氏によれば、垂直の亀裂は基部で最も大きく開きます。

地震動によって生じた破壊の事例を考えるとき、これらは突然加わった応力によるものであり、同じ量の応力が建物にゆっくりと加わっていたならば、破壊は発生しなかった可能性があることを覚えておく必要があります。

外乱が水平方向で、壁の長さと平行な方向を向いている場合、壁は基礎部分で前方に押し出されます。この動きは、壁の上部の慣性と、壁が受ける様々な荷重によって妨げられます。壁は弾性体であるため、歪みが生じ、上部で最も広い亀裂が生じます。均一な壁では、最も顕著な2つの亀裂は端部付近に発生するはずです。

水平方向の前後の動きが壁の面に対して斜めの方向である場合、壁は倒れるか、割れるか、または最後に到達した端から起点に向かって三角形の破片が飛び散ります。

波が急激に出現すると、通過方向に対して直角の斜めの亀裂が形成され、または三角形の破片が発射されます。

添付の図はマレットの『1857 年ナポリ地震の記録』から抜粋したものです。

105
図18. —ポテンツァ大聖堂（マレット）。
106

図18における亀裂の大まかな方向をabとすると、 cdは衝撃波が発生した方向、つまり地平線に対して23°·20′の角度で表されます。これらの亀裂の方向は、地表の起伏が伝わった方向、あるいは建物の各部分の相対的な強度や比率によるものであるという議論もあるかもしれません。建物の亀裂の方向は、間違いなく複雑な原因によって生じますが、衝撃波の発生した地域に位置する建物の場合、衝撃波の衝撃的な影響はおそらく107 考慮すべき最も重要な機能である。亀裂の観察から推定される発生方向を適用して擾乱の発生源を特定する方法については、第10章で述べる。

図19. —パテルノ大聖堂（マレット）。1857年ナポリ地震。
マレットは、建物の両端はほぼ同じであるにもかかわらず、亀裂や継ぎ目が両端から等距離に発生せず、また等しく開いているわけでもないことに気づきました。

接合部が最も開いている端が、最初に作用を受けた端であり、この現象は、擾乱の発生源を探すために注目すべき方向を示すのに十分に顕著である可能性がある。壁の亀裂のこのような配置について考えられる説明の一つとして、マレットは、衝撃波の2つの半位相の実際の違いが原因である可能性があると示唆している。第2の半位相は第1の半位相よりもやや遅い速度で記述される。これは、地震計の指示とは矛盾していることに留意されたい。

図 19 はパテルノ大聖堂で、垂直方向の衝撃が壁に斜めに当たり、壁の角の 1 つが突き出た状態を示しています。

地震発生時の建物各部の相対運動の測定。
1880年、東京で一連の観測が行われました。地震発生時に、多くの建物に見られるアーチ型の開口部の各部分が振動において同期するのか、あるいは同期が取れず、互いに接近したり離れたりするのかを調べるためです。実験に使用されたアーチは、帝国工科大学の2つの廊下を形成する重厚なレンガ造りのアーチです。これらの廊下の一方の方向は北東40度、もう一方の方向は北西50度です。

108

これらのアーチが架けられている壁の厚さは1フィート11インチです。これらは、普通の石灰で固められた日本のレンガで造られています。アーチのスパンは8フィート3インチ、アーチの起点から天端までの高さは4フィート1インチです。橋台の高さは7フィート1.5インチです。アーチの石材は淡灰色の柔らかい火山岩でできており、その表面の深さは12インチです。アーチ間の中間柱の幅は4フィート6⅞インチです。

地震発生時にこれらのアーチの寸法に変化があったかどうかを判定するため、断面が約 2 インチ x 1/2 インチの軽くて硬い棒がアーチの起点線上に設置されました。この棒の一方の端は、一方の橋台の上部に釘でしっかりと固定されました。橋台が互いに接近した場合に水平方向の動きを示すもう一方の端には、鋼線でできた指針が取り付けられていました。この指針は、棒の緩んだ端が載っている棚に固定されたスモークガラス片の上に置かれていました。橋台が互いに接近したり離れたりすると、動きの程度を測る線が引かれました。動きをさらに示すために、2 枚目のスモークガラス板が横方向の棒に固定され、アーチの頂部から垂れ下がった垂直の棒に取り付けられた指針によってその板に印が付けられました。

これらの実験の全体的な結果として、調査対象となった建物の各部は、通常は全く動かないか、あるいは実質的に同期して動いていたと言える。動いたとしても、その動きは小さく、観察されたわずかな動きの違いは、おそらく構造物の弾性限界をはるかに下回るものであった。

ひび割れの観察。一度ひび割れた建物の壁が、109 工科大学の博物館の建物の北東端にある相当数の亀裂は、ひび割れる前と同様の一連の衝撃を受け、その後も引き続き崩壊していたため、その先端に鉛筆で印が付けられた。印を付けた時点以降も多くの激しい衝撃があったが、これらの亀裂は目に見えて広がっていなかった。印は建物の外壁に付けられた。建物の内側では、同じ亀裂の1つが幅約1/4インチの裂け目となって現れた。この亀裂を横切って水平の鋼線の指示器が置かれた。この鋼線の一方の端は壁に固定され、尖ったもう一方の端は亀裂の反対側に置かれたスモークガラス板の表面に置かれていた。小さな地震の後には動きが起こった形跡はなかったが、2月21日の地震の後、スモークガラス板に引かれた線が示すように、亀裂の両側が約 1/16 インチの距離だけ接近したり離れたりしているのがわかった。

近隣の建物の亀裂に同様の装置を施したところ、まったく同じ結果が得られました。つまり、小さな地震のときには亀裂の両側の相対的な位置は維持されていましたが、大きな衝撃のときにはこの位置が変わっていました。

この建物では、多くの場合、ひび割れの長さが長くなることも観察されました。

指針の先端にレバーを取り付け、起こりうる動きを増幅させれば、指示はより頻繁かつ明確になるだろう。また、二方向における動きの相対的な距離、すなわち亀裂がどれだけ閉じたか、どれだけ開いたかを把握することも容易になるだろう。動きが起こるかどうかは、地震の方向に大きく左右されることは間違いない。

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ひび割れの防止。これらの観察からおそらく導き出せる結論の一つは、地震発生時にひび割れた建物はある程度の柔軟性を示すということである。振動周期が異なる可能性のある部分の間にひび割れや継ぎ目を設けて設計された建物が、地震の揺れに関して、通常の方法で建てられた同様の建物よりも安定しているかどうかは、実験によって判断されるべきである。確かに、調査されたひび割れの中には、もしひび割れが存在しなかったとしたら、建物のひび割れが発生した部分に極めて大きな負担がかかったであろうことを示唆するものもある。

ひび割れの方向。――小規模地震によって生じたひび割れを観察する際に、その広がり方に注目するのは興味深い。最も綿密に調査された建物の地下室は、高さ2～3フィートの部分が灰色がかった火山岩の大きな長方形のブロックで造られている。これらの部分では、ひび割れが石の目地の間を入り組んでおり、石がそれらを結合するモルタルよりも明らかに強固で、その結果モルタルが崩れざるを得なかったことを示している。この地下室より上方では、ひび割れがレンガ壁に入り込むと、もはや目地だけにとどまらず、接触するすべての場所を不規則な線状に走り、時にはレンガを横切り、時にはモルタル目地を貫通する。ひび割れがレンガ壁を横切っている箇所では、モルタルがレンガよりも強固であったと言える。このように目地ではなくレンガを横切るという傾向は、東京の建物のレンガ壁におけるひび割れの方向に関する一般的な規則であると私は考える。

屋根の傾斜。—効果の観察から 111地震による被害状況から判断すると、瓦の損失が最も大きかったのは、屋根の勾配が最も急な家屋と、瓦が屋根の上に単に敷き詰められただけで、固定されていない家屋であるように思われます。屋根の傾斜を緩め、瓦を釘で固定することで、このような被害をかなり防ぐことができると思われます。また、瓦の損傷が最も大きかったのは屋根の棟部分であることも確認されました。屋根工事の際に棟部分に特に注意を払うことで、このような被害を防ぐことができるかもしれません。

図20. 図21.
壁の開口部の相対的な位置— 東京の建物における亀裂について述べたことから、ごくわずかな例外を除いて、それらはすべて戸口や窓などの開口部の上部に発生していることがわかるでしょう。建築上、図17のように、この種の重厚な壁にアーチなどの開口部を上下に配置する必要があるとすれば、点線と平行に開口部を貫く弱化線が生じることになります。アーチは垂直方向の力にのみ抵抗することを目的としているため、水平方向の引張力にも十分耐えられるよう、特別な構造を採用する必要があります。例えば、平らなアーチは、通常の石材で作られたアーチよりも水平方向の引張力に対して抵抗力が強くなります。これは、平らなアーチの方が、構成部品が互いに滑り合うのを防ぐ摩擦が大きいためです。また、各アーチの上部に、レンガや石材のアーチに鉄製の桁や木製のまぐさが挿入されることもあります。同僚のペリー氏から、壁の強度を均一にするためには、各層の開口部が交互に位置するように、つまり梁の支柱と枕木に平行になるように設計するのが最善だと提案されました。こうすることで、水平方向の荷重に対して同じ抵抗力を持つように材料を配置することができます。112 垂直方向の動きに関しては、このような壁は図 20 に示されています。点線は開口部を通り、点線に平行なすべての同様の線は弱い線を表しています。これを図 21 と比較すると、水平方向の動きabまたは垂直方向の動きcdの場合、図 20 のように建てられた家よりも、図 21 のように建てられた家に亀裂が見られることが予想されます。ただし、これら 2 つの建物がef の方向に約 45° の発生角度を持つ衝撃で揺さぶられた場合は、影響が逆になる可能性があります。ただし通常、そして常に、東京のように遠くから発生する衝撃が訪れる町では、動きは実質的に水平方向の動きであるため、図 20 で示した原理で建てられた建物は、地震に耐えるという点では、図のような通常の方法で建てられた建物よりもはるかに優れているはずです。 21. 垂直方向の弱化線に沿った亀裂は、添付の図面（図 22）に示されています。この教会は 1880 年の地震で破壊されたマニラの聖オーガスティン教会です。

一列の最後の家。地震の揺れが建物の列に入り、建物の進行方向と一致する方向に進むと、これらの家のうち最後の家は片側が支えられていないため、ティンダルの少年たちの列の最後の人と同じ位置にあると予想されます。このことから、一列の端の家は、隣の家から最も吹き飛ばされる傾向があるように思われます。もし最後の家が113 深い運河や崖の端には、運河の深さ、あるいは崖の高さに等しい厚さの地層があり、これも前方に投げ出されやすい位置にあります。端の建物に時々生じる影響は、図23に示されています。これは、1868年にサンフランシスコで崩壊した家の写真から取られたものです。

図22. —マニラの聖オーガスティン教会。1880年7月18日から20日までの地震。
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建物の揺れ。地震発生時に建物が移動する距離は、建物の構造と、基礎に伝わる揺れの程度、性質、持続時間によって大きく左右されます。激しい揺れによって建物は完全に倒壊することもあります。小規模な地震の場合、家屋の上部は基礎部分の地面よりもはるかに大きな距離を移動することがよくあります。例えば、1880年2月の横浜地震では、地震動の最大振幅はおそらく3/4インチ未満でしたが、壁に掛かっていた長さ3フィートから6フィートの長い日本画がゆっくりと前後に揺れていたことから、家屋の上部がかなり大きく動いた可能性が非常に高いと考えられます。これらの絵は最大60センチも揺れた例もあり、その揺れ方から、家屋の自然な揺れと同期していたことが明らかです。

図23. —ウェバーハウス、サンフランシスコ。1868年10月21日。
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このことから、このような家は通常の垂直位置から左右に1フィート（約30センチ）ほど揺れたに違いないと考えられます。揺れが大きかったことは、衝撃を受けた時に立ち上がろうとしたほぼ全員が証言しています。上階の部屋の床を安定して歩くことは不可能だったからです。ここで言及されている家屋は、純日本風の家屋か、木造でヨーロッパ風の建物をモデルに建てられた家屋のいずれかです。これは東京や横浜で非常に一般的なタイプの建築です。

ペリーとエアトンは、様々な構造物の完全固有振動の周期を計算しました。外側と内側の部分がそれぞれ30フィートと26フィート、高さが30フィートの正方形の家の場合、計算された周期は約0.06秒となります。

上記の地震発生時、多くの家屋が倒立振り子のように揺れたようです。地震発生の翌朝、瓦屋根の高層木造住宅の2階に住んでいた隣人が、振動を数えてみたところ、一回の揺れに約2秒かかったという印象を受けたと話してくれました。

木造家屋の屋根が動いた距離が約 1 フィート、1 秒あたりの振動数が約 5 であると仮定すると、そのような家屋の屋根上の点の最大速度は 1 秒あたり約 6 フィートであったに違いありません。

様々な建造物の振動を観察したマレットは、ソールズベリーの尖塔が7.6cm以上の強風で揺れ動くと述べています。高さ12.7m、厚さ45cmの、しっかりと構築されたレンガとモルタルの壁は、倒壊する前に横方向に60cmの強風で振動することが観察されました。

重厚な花崗岩で覆われた八角形の煙突、 116高さ160フィートのこの岩は、機器による測定で、上部が約5インチ振動していることが観測された。[22]

激しい地震の際には、建物が完全に転倒する可能性は否定できないように思われます。写真[23]から引用した図24は、明らかに説明的な動きを示しています。

図24.カリフォルニア州ヘイワーズのスタッドミル。1868年10月21日。
相対振動周期の原理。—地面に固定された重りを一端に載せた薄板や細い棒が垂直に立っている場合、地震によって揺れると倒立振り子のように前後に揺れる。その揺れの周期は主にその寸法、弾性、そして荷重によって決まる。建物においては、複数の部材の振動を考慮する必要があるが、それらの部材の周期は、もしそれらが117 互いに独立して存在する場合、その振動は異なるものとなる。この周期の違いにより、建物のある部分が右に動こうとするとき、別の部分は左に引っ張られ、その結果、両者を繋ぐ結合、あるいはそれら自体が歪んだり壊れたりしてしまう。これは、1880年2月20日の地震で屋根のすぐ上で吹き飛んだ横浜の住宅の多くの煙突によって顕著に示された。煙突はレンガ造りの柱で、おそらく煙突が通る屋根よりも振動周期が遅かった。屋根は木造の住宅本体と共に振動していたからである。

私が注目したこの種の特に教訓的な例が、図 25 に大まかに示されています。

図25.
これは単独で立っている煙突で、支えとして隣接する建物に鉄のバンドで固定されていました。地震発生時、建物が一方に、煙突が他方に動いたため、重い建物の揺れが煙突に鋭い衝撃を与え、切断されたようです。上部は下部から外れていたため、振動の影響で、墓石が回転するのと同じように回転しました。

マレットはイタリアでも同様の観察を行いました。彼は、バットレスが壁に安定性を伝える時間がないことが多いと述べています。壁とバットレスは振動周期が異なるため、互いに衝撃的な作用を及ぼします。このような影響は、多くの農村地帯で顕著に観察されました。 118長方形のメインの建物の隅石の 1 つに鐘楼が建てられているイタリアの教会。

建物の各部分の相対的な振動を考慮する必要があるだけでなく、各部分の固有振動、または建物全体の振動と地球との関係を考慮する必要があります。地球の振動は厳密には周期的ではないことを覚えておく必要があります。

「相対振動周期」の原理に依存するいくつかの重要な結果は、次の実験から理解できるかもしれません。

図26.
図 26 では、 a、b、cは竹の細片でできた 3 つの平らなバネで、上部に鉛の片が付いています。下部では板deに固定されており、全体がテーブルfgの上に置かれています。このテーブルの脚は少し緩んでいるため、指をその上に置くと、前後に素早く短い動きをさせることができます。aとbの重りは同じですが、 cの重りよりも大きくなっています。したがって、 aと bの周期は同じですが、cの周期とは異なります。これらのバネの寸法は次のとおりです。高さは 18 インチ。 aとbはそれぞれ 320 グラムの重りを持ち、1 秒間に 1 回振動します。c は199 グラムの重りを持ち、1 秒間に 0.75 回振動します。

第一の実験。テーブルをゆっくりと前後に動かすことで（その動きは目で確認するのが難しいほど小さい）、 aとbのいずれかが 119c が激しく振動する一方で aとbは静止している、あるいはその逆にc が振動する可能性がある。前者の場合、揺れの周期はaとbの固有周期と同期するが、後者の場合、揺れの周期はcの固有周期と同期する。これは、家屋全体、あるいはその一部の固有振動周期が、ある時点で衝撃の周期と一致すると、容易に振動状態に陥り、安全上危険な状態になる可能性があることを示しているように思われる。

第二の実験。aとbの間に紙片を挟んで結びます。（使用した紙は幅3/8インチで、約3ポンドの重さに耐えられるものでした。）テーブルを前と同じように振ると、aとbは常に同じような動きをし、同じ距離を保つ傾向があるため、紙片は破れません。この実験から、建物の異なる部分がほぼ同じ周期で振動している限り、タイロッドや、異なる部分を連結するために使用されるその他の装置にはほとんど、あるいは全く負担がかからないことがわかります。

第三の実験。前回の実験と同様に、 aとc、またはb とc を細長い紙でつなぎます。テーブルをaとbの周期、または cの周期に近い周期で揺らすと、紙は突然切れます。

これは、建物の異なる部分の高さや厚さによって固有振動周期が異なる場合、それらの部分を繋ぐ部分にかかる負担は甚大であり、その結果、振動体自体、あるいはその接続部が必然的に破損することになることを示しています。これは横浜の地震で非常に力強く示されました。 1201880年2月の地震では、煙突が倒壊したことで被害を受けた。しかし、煙突の具体的な事例については、次の実験でよりよく説明できる。

第四の実験。3 /4インチ四方、高さ約1インチの小さな木のブロックを用意し、 a、b、またはcの上に置きます。ブロックを支えるバネを前後に3インチほど揺らしても、小さなブロックは位置を保っていることがわかります。

この小さなブロックは、振動する煙突の上に立っている煙突の上部とみなすことができます。この上部が軽い限り、落ちる傾向がないことがわかります。

第五の実験。煙突を模したブロックの上に小さな鉛のキャップを置き、第四の実験を繰り返します。（使用したキャップの重さはわずか数グラムです。）振動が始まると、ブロックはすぐに倒れることがわかります。これは、重い上部の煙突は軽い煙突よりも倒れやすいことを示唆しているようです。

第六の実験。aとbを細長い紙で結び、どちらかの上に小さなブロックを立てます。ブロックは第四の実験と同じように立つことがわかります。

第七の実験。aとc、またはb とcを結び、どちらかの上にブロックを置きます。振動が始まると、紙は破れないかもしれませんが、小さなブロックはすぐに落ちます。

第八の実験。鉛筆またはガラス管を2本取り、板deの下に置きます。この状態で板FGをdeの方向に振っても、バネは振動しないことがわかります。

同様に、すでに示唆したように、家や家の一部がボールやローラーの上に載っていたとすると、 121家は大きな振動から守られるかもしれないようです。

第九の実験。テーブルの代わりにボードを軽く揺らすことで、バネのいずれかを激しく振動させ、その後、突然作動を停止します。停止の瞬間、ボードとバネは、バネが最後に動いていた方向と同じ方向に、突然かつ非常に明確な並進運動をします。この時点でバネはかなりの弧を描いて振動していましたが、すべての動きが突然停止することが観察されます。

これは、家が振動状態にある場合、基礎にかかる負担が非常に大きくなることを示しています。

相対振動周期の原理に関連する他の現象を説明するために、他の実験を考案することは難しくないでしょう。しかし、この問題についてこれまで考慮したことのない人々に、建物の建設におけるその重要性を示すには、これらの実験で十分かもしれません。ここで述べたことの大部分は、多くの人にとって自明の理であり、証明する手間をかけるほどの価値もないと思われるかもしれません。しかしながら、その重要性は非常に大きいため、ここでの議論が全く的外れなものになっていないことを願っています。

横浜の煙突の再建では、ここで述べた原理を利用して、煙突が主要な木材に接触することなく屋根を自由に通過できるようにしたことを指摘しておきます。

地震の影響に耐える建物を建てる場合、地震が強いからすべてを強くするという考えの他に、先ほど述べたような、これまであまり注目されていないが従うべき有利な原則がいくつかあります。

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第7章
建物に生じる影響（続き）
地震国で使用されている建物の種類 – 日本、イタリア、南米、カラカス – 地震国の典型的な家屋 – 基礎岩盤の性質による破壊 – 山の揺れ – 丘陵面の支持不足 – 地震の影 – 波の干渉による破壊 – 地震橋 – 地震の影響の例 – 建物の保護 – 一般的な結論。
地震国における建築様式。日本では、様々な建築様式を研究する絶好の機会があります。もちろん、日本の建築様式が建物の大部分を占めています。一般的な日本の家屋は、4～5インチの軽量な骨組みで構成され、支柱やつなぎ材を使わずに、すべての木材が互いに直角に交差するように組み合わされています。隙間は竹の編み込みで埋められ、その上に泥が塗られています。この構造物は、地表に数インチから30センチほどの深さまで打ち込まれた丸石や角石の列の上に建てられています。全体の構造は非常に軽量であるため、大きな家が木製のローラーで転がされて移動する光景は珍しくありません。このような建物では、小さな地震が連続して発生した後でも、柳かごよりも多くの亀裂が見られることはまずないでしょう。

寺院や仏塔などの大きな建物は 123木材で建てられた建物もあります。これらは非常に多くの部材で構成され、非常に複雑な構造になっているため、あらゆる方向に曲げることができます。ヨーロッパの建物は、もちろんレンガと石で作られ、モルタルで目地を埋めています。東京の銀座の建物のように、強度を重視して設計されていないものもあります。一方、厚く重厚な壁を持つ建物もあり、ヨーロッパの建物と同等の強度を誇ります。

3つ目のタイプの建物は、ブロックで建てられる建物です。これらのブロックは、壁を様々な方向に横断する鉄筋で連結されており、地震に耐えられるよう特別に設計されています。これに似たシステムがアメリカで特許を取得しており、サンフランシスコにはこうしたいわゆる耐震建築の例が見られます。

日本の建築について、特に日本の建築に注力してきたRHブラントン氏は[24]、「ここに見られるような（つまり日本の）小さな建物が地震の衝撃に最も耐えられると考えるのは、明白な誤りである」と述べている。彼は、我々が用いたのとほぼ同じ言葉で日本の家屋の構造を説明した上で、「不必要に重い屋根と脆弱な骨組みを持つ日本の家屋は、他のどの家屋よりも大きな衝撃に耐えるには不向きな構造である」と述べている。さらに、彼はこれらの見解は力学の真の原理によって裏付けられていると述べている。建物をある程度地震に強いものにするため、東京の重い屋根の中には、壁の上を滑るように作られているものがある。ブラントン氏は、上層階が124 その一部はボールの上に置かれ、ボールは、地面にしっかりと埋め込まれる建物の下部に固定された逆さまのカップの上を転がります。同様のデザインは、マレットの提案により、ブラントン氏が日本で建てたいくつかの灯台の機器を載せたテーブルを支えるのに使用されました。これらのデザインの存在自体が、普通のヨーロッパの家がいかに堅固で強固に建てられていたとしても、それに課せられた条件を満たすのに十分ではないことを示しているようです。必要なのは、崩れないもの、つまりブラントン氏や他の人々が強く非難した日本の家屋の木造フレームに近いものです。レンガと石でできた現代の建物と比較した日本の建築の価値の決定的なテストは、間違いなく建物自体に訴えることで見つけられるでしょう。私自身の経験から言うと、日本の木造建築物に地震の影響と思われるような痕跡は一度も見たことがありません。日本の建築物研究を専門とする土木事務次官の山尾庸三閣下は、寺院や宮殿の多くは数世紀もの歴史を持ち、小地震から大地震まで幾度となく揺れ動いてきたにもかかわらず、被害の痕跡は全く見られない、と私におっしゃいました。大地震による最大の被害は、大波の流入か火災によるものと思われます。地震が大きな破壊を伴ったすべての事例において、その記録を記した書物を参照すれば、そこに描かれた大火の絵から、その破壊は主に火災によるものであることがわかります。日本の家屋のほとんどが燃えやすい材料で造られていることを思い起こせば、木造建築物の破壊がどれほど大きなものであったかは容易に想像できます。 125この種の火災は、まさにこのような事態を引き起こした。火口箱に例えられるような家に住む日本人にとって、火は最大の敵の一つであり、東京のような都市では、冬になると100軒から500軒もの家屋を焼き尽くす火災を数多く目にするのは決して珍しいことではない。ある冬、私は3件の火災を目撃したが、いずれも1万軒以上の家屋を焼失させたと言われている。

日本の小規模な地震は、日本の建物に目に見える影響を与えていないように見えますが、それでもなお、構造上観察が困難な小さな影響が生じている可能性はあります。レンガや石造りの外国の建物を見ると、状況は全く異なり、地震の影響は至る所で、ごく普通の観察者でさえもはっきりと感じ取ることができます。こうした影響については、すでに多くの例を挙げました。これらの建物は、壁のひび割れや煙突の転倒といった被害を受けるだけでなく、内部にも影響を受けているようです。例えば、東京の工部大学校付属博物館の屋根の木材には、水平方向の動きを多少とも防ぐための支柱やつなぎ材として働く斜めの面がいくつもあります。ボルトやアングル材でしっかりと接合されている木材は、その剛性ゆえにねじれたり、様々な形に曲がったりしているようです。東京の建物は地震に耐えられるよう特別に設計され、頑丈に建てられているため、被害は少なかったようです。1880年の大地震の際に煙突がいくつか損傷した例を私が知るのはたった一つだけです。

イタリアの普通の家は石造りで、 126モルタルで作られたこれらの建物は、組み立てが不十分で、マレットが指摘したように、時折受ける恐ろしい揺れにまったく耐えられない。

ナポリ、ローマ、フィレンツェなどの大都市では、幸いなことに地震はめったに起こりませんが、建物は田舎にあるものより優れているかもしれませんが、家の高さや通りの狭さは、中程度の強い地震が発生する可能性を考えると、身震いさせるのに十分です。

南米では、多くの建物がレンガや石で建てられていますが、一般住宅はもちろん、大規模な建物でさえも地震に耐えられるよう特別に建てられています。ジェームズ・ダグラス氏の『南米西海岸の旅』には、次のように記されています[25]。「グアヤキルの特徴的な建築材料は竹で、何インチにも太く育ち、縦方向に1インチほどの間隔で部分的に切断し、完全に切断すると、幅広で弾力性のある上質な板材が展開されます。原始的な美しさを持つ家屋や教会でさえ、このような葦で建てられています。葦は紐でしっかりと束ねられているため、釘をほとんど使用せず、地震の際の地盤の歪みにも容易に耐え、比較的安全です。」

ここにある家は、地震に関して言えば、一般的な日本の住宅の建設で採用されている原則を誇張して表現した例である。

南米で採用されたもう一つの計画は、同じ著者がリマについて書いたものから読み取ることができる。彼は次のように述べている。「高い家を建てることは、最初の地震をもてあそぶための構造物を建てることである。 127そのため、裕福な人々の家々は、空間、安全、快適さを確保するために、花で満たされ、噴水で涼しげな中庭を次々と囲み、各中庭を広い通路でつないで、庭園から庭園へと眺められるようにしています。」

歴史は、このタイプの家が経験の結果として到達されたことを示しています。なぜなら、南アメリカの住民がスペイン人が背の高い家を建てているのを初めて見たとき、彼らはスペイン人に自分たちの墓を建てているのだと言ったと言われています。[26]

ジャマイカでは、1692年には既に経験からスペイン人が、高い家よりも揺れに強い低い家を建てることを学んでいたことがわかります。[27]

地震の街と呼ばれてきたカラカスでは、地震による被害は平均して年間一人当たり税金 4 ドルに相当すると言われています。この負担を最小限に抑えるため、建築には多大な注意が払われています。突出した地下室の角 (これにより家はややピラミッド型の外観になります) は、完全に垂直な壁よりも優れていることがわかっています。ほぞ穴加工された隅石と屋根の梁は、中央の壁が上から下まで裂けたときに多くの命を救いました。丸天井やキーストーンのアーチは、どれほど巨大であっても、一般的な木製のまぐさよりも危険であり、市内には孤立した建物はあまりありません。多くの通りでは、家のドアから約 30 cm 上の壁にリベット留めされた幅広の鉄の桁が、広場の正面全体に沿って家から家へと走っています。鉄製の頂部装飾が付いた小塔のようなレンガ造りの煙突は、興奮した暴徒の復讐に建築家をさらすでしょう。屋根は平らか、平らな段々になっています。煙突の煙道は軒近くの穴あき蓋で終わっている。[28]

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地震国における典型的な住宅――これまで地震国で見られる様々な建物について述べてきたことから、激しい揺れに耐えられる建物を建てようとする場合、2種類の構造物があることがわかるだろう。一つは鋼鉄の箱に例えられる。これは、たとえ高い山から転げ落ちてもほとんど損傷しない。もう一つは柳の籠に例えられる。柳の籠も同様に激しい揺れに耐える。どちらのタイプも、基礎が緩いため、基礎にほとんど力が加わらないようにすることで、ある程度は保護できる。一つの案としては、鉄球の上に建物を置くというものがある。もう一つの案としては、2組のローラーの上に建物を置き、一方のローラーをもう一方のローラーの上に直角に載せるというものがある。日本人は丸い石の上に家を建てていることは既に述べた。頑丈な建物は高価で、部分的にしか近づけないのに対し、後者は安価で、間近まで近づけることができる。堅固な建物の場合、軽量な骨組みの場合よりも可動基礎の上に支えるのは困難です。そのような建物は通常、地面にしっかりと固定されているため、地震時には、すでに実験で示されているように、非常に大きな応力を受けることになります。また、堅固な構造物は重量が大きいため、軽量な構造物よりも基礎部分により大きな運動量が加わります。また、剛性は運動量の伝達を促進することを忘れてはなりません。堅固な壁の場合、装飾、笠石、そして建物の上部を形成する比較的自由な部分がずれてしまう可能性があります。一方、柔軟な壁は、各部間の摩擦によって運動量を吸収するため、そのような変動はそれほど起こりにくいでしょう。T.ロナルドソン氏は、 129これによると、1868年にサンフランシスコで、石造りやセメント造りの建物の装飾的な石細工が所定の位置から投げ落とされたが、近隣のレンガ造りの建物では同様の装飾はそのまま残っていたという。

建物の上部の重量を軽減するには、中空レンガを使用するとよいでしょう。建物をより均質で弾力性のあるものにするには、レンガの厚さを薄くするとよいでしょう。レンガと木材の弾力性は大きく異なるため、両者は別々に使用すべきです。内部の装飾には、石膏の成形品の代わりに、比較的弾力性のあるパピエ・マシェやカートン・ピエールを使用してもよいでしょう。 [29]家は、レンガと石造りであれ、木造であれ、幅が広く低く、道路は家の3～4倍の幅が必要です。屋根は平らであればあるほど良いでしょう。

地震の多い国で最も安全な住宅の一つは、おそらく平屋建てで、頑丈な骨組みの木造住宅でしょう。屋根はシングルまたは鉄板で軽く平らに葺かれ、基礎に敷かれた平板の上に置かれた多数の小さな鋳鉄球の上に全体が支えられています。煙突は鉄板で作られ、屋根から離れた穴を通して設置されるかもしれません。装飾は軽い素材でなければなりません。

激しい地震の際には、多くの人が家から避難しようとします。その際、レンガや瓦が落ちてくるなどして事故に遭うことがよくあります。また、戸口に駆け寄り、まぐさの下に隠れる人もいます。筆者が話を聞いた人たちは、頑丈なテーブルやベッドを部屋に置いておけば安全だと示唆していました。テーブルやベッドの下に人が駆け込む姿は、間違いなく屈辱的で滑稽な光景となるでしょう。この後者の考えには一理あり、ほとんどの人は130 確かに、説明したタイプの住宅に適用されれば、価値があるでしょう。

火災の大きな危険は、「地震ランプ」の使用によって部分的に回避できるかもしれません。これは、転倒する前に消える構造になっています。南米では、住民の中にはいつでも路上に避難できる準備ができている人がおり、必要に応じて屋外で夜を過ごせるように、食料やその他の必需品を詰めたコートを用意していると言われています。「地震コート」と呼ばれるこれらのコートも、適切に建設された家であれば不要になるかもしれません。

基礎岩石の性質による破壊。建物が建っている地盤の性質が、建物が受ける打撃の強さと密接に関係していることは、何度も実証されてきた事実です。

破壊の原因の一つは、衝撃の影響を最大限受け、その衝撃をその上に建つ建物に伝える基礎の上に建物を建てることです。

例えば、ペリー氏とエアトン氏が指摘したように、軟弱な地盤が良い基礎となる理由は、運動量の伝達時間が長くなるためです。実際、軟弱な地盤は釘とハンマーの打撃の間に挟まれた木片と非常によく似ており、衝撃の持続時間を長くします。このため、地震が発生する泥沼は良い基礎となると言われています。緩い材料に衝撃が加わると、その波はより密集し、一列の建物が複数の波の上にある可能性があります。破壊的な地震の際に、特定の材料の地盤上に建てられた建物が安定していたという記録は数多くあります。131 この主題に関して様々な著者が行った観察は反対の方向を指しているように思われますが、私は次の例を挙げます。

1692年のジャマイカ大地震では、ポート・ロイヤルのうち、堅固な石灰岩の地盤の上に築かれていた部分が倒壊し、砂利の上に築かれていた部分が破壊されました（『地質学的観察者』426ページ）。また、同書の148ページには、「1737年にリスボンでシャープ氏が行った観測によると、この地震の破壊的影響は第三層に限定され、都市の下部が築かれている青粘土層で最も激しくなった。二次石灰岩層や玄武岩層の上に築かれた建物は、被害を受けなかった」と記されています。

メッシーナの大地震では、海に近い沖積層の上に位置する町の部分が破壊された一方、花崗岩の上にある高台はそれほど被害を受けなかった。カラブリアでも同様の現象が見られ、砂利、砂、粘土質の地域は地震によってほとんど姿が見分けがつかなくなった一方、周囲の粘板岩と花崗岩の丘陵はほとんど変化がなかった。1868年のサンフランシスコでは、主に沖積層と造成地が破壊された。

1835 年のタルカワノでは、岩場の上に建っていた家屋だけが難を逃れ、砂地の上に建っていた家屋はすべて破壊されました。

このような観察結果から、硬い岩石の方が柔らかい岩石よりも優れた基礎を形成するように思われます。これは多くの場合、軟らかい地層が不安定な平衡状態にあり、振動によって沈下したためであると説明できます。しかし、次のような観察結果は、軟らかい地層が時に悪い基礎を形成する別の理由を示唆しています。

132

フンボルトは、片麻岩と雲母粘板岩からなるコルディリェラ山脈とその麓の地域が平野よりも揺れが大きかったと観察した。」[30]

「一部の著述家は、西から東へ最近の地層を通じて伝播した波のような動き（1783年のカラブリア地震）は、花崗岩との接合点に到達したときに非常に激しくなり、あたかも柔らかい地層の波動運動がより硬い岩石によって突然阻止されたときに反応が生じたかのようであったと主張している。」

ドロミューはこの地震について語る際、通常の影響として「その大きさに対して十分な基盤を持たない、または側面の接着によってのみ支えられていたすべての（砂と粘土の）塊がアペニン山脈の側面から切り離されること」が挙げられている。

異なる地層の接合線およびその近くで起こるこれらの激しい作用は、おそらく反射と屈折の現象によるものと考えられます。

1857年のナポリ地震について、マレットは、緩い岩盤の上に建てられた建物が、固い岩盤の上に建てられた建物よりも被害が大きかったか小さかったかという問題について、次のように述べている。「この地震では、サポナーラやヴィッジャーノのような固い石灰岩の上に建てられた町は完全に崩壊した。また、モンテマーロのように、大部分が緩い粘土の上に建てられた町も完全に倒壊した。ヴィスコリオーネのような深い粘土質の平野や、カステルッチョのような固い石灰岩の上に建てられた町、あるいはペティーナのような山頂に位置する町では、ほぼ完全に被害を受けなかった例もある。」[31]

上記を読んだ後、いくつかのケースで柔らかい素材のベッドがうまく機能しなかった理由として考えられるのは、 133基礎が良好であるかどうかは、その範囲が小さいか、あるいは他の地層とそれを分ける線の近くでのみ観察されているかのいずれかであり、その線は常に大きな擾乱のある線である。

マレットは1857年のナポリ地震に関する記述の最後に、緩い粘土地盤よりも岩盤上の建物の方が多く破壊されたと述べています。しかし、マレットは、この事実から有益な推論を導き出すことはほとんど不可能だと指摘しています。なぜなら、緩い地盤よりも丘陵地上に多くの建物が建てられたからです。[32]

1874年のニューイングランド地震について執筆したD・S・マーティン教授は、ロングアイランドでは地溝帯の間に片麻岩がある場所で地震が感じられたと述べています。東側では観測例がほとんどありませんでした。また、一般的に地震は軟弱地盤よりも岩盤で強く、頻繁に感じられたと述べています。[33]

これらの例から、通常は丘陵地帯を指す硬い地盤は、谷や平野に見られる軟らかい地盤よりも優れた基礎となるように思われる。しかし、他の例は異なる結論を示唆している。例えば、ある土木技師は、ウェリントンのレンガ造りの建物がすべて倒壊した1855年のニュージーランド地震について、「地震は丘陵地帯の斜面で最も激しく、沖積平野の中心部では最も弱かった」と記している。[34]

この例では、ここで言及されている軟らかい沖積土は、岩石の側面に載っている緩い物質ではなく、広範囲にわたるものであることに注意する必要がある。134 これまでの例のほとんどと同様に、脅迫される可能性が高い。

この問題に関する私自身の観察結果は、どちらの方向にも同程度に示唆しています。東京では、丘の斜面と頂上で機器による観測を行った結果、平地に比べて擾乱ははるかに小さいようです。例えば、高さ約100フィートの丘の斜面にある私の家では、1882年3月11日の地震の際、最大振幅はわずか3～4ミリメートルでした。一方、ユーイング教授は、約1マイル離れた平地で同様の機器を用いて、なんと7ミリメートルの揺れを観測しました。この計算は、他の地震の観測によっても裏付けられています。例えば、東京の大部分が壊滅的な被害を受けた1855年の破壊的な地震では、多くの人が指摘したように、低地と谷間で擾乱が最も激しく、丘陵地帯では揺れが比較的弱かったのです。別の例として、東京の私の家から 4 分の 3 マイル以内に、激しい揺れで評判の王子の邸宅があるのですが、その市場価値がかなり下がってしまい、現在は誰も住んでいません。

ジブラルタルと非常によく似た位置にあるハコダディという町では、一部は高い岩山の斜面に、一部は山がそびえる平野に築かれており、東京と同じような法則が当てはまります。つまり、低く平らな土地の方が高い土地よりも揺れが激しいのです。東京から南西に16マイル離れた横浜では、この法則が逆転しています。1880年2月の地震でそれが如実に示されました。高地のほとんどすべての家が煙突を失ったのに対し、低地ではほとんど被害がありませんでした。135 完了しました。低地で被害を受けたのは、丘の麓に近い場所だけでした。建物の基礎として、硬い地盤と軟らかい地盤の相対的な価値については、非常に矛盾した証拠があります。硬い地盤の方が基礎として優れている場合もあれば、軟らかい地盤の方が優れている場合もあります。どちらが優れているかは、地域の様々な状況によって決まることは間違いありません。

これらの後者の観察は、地震の強さが撹乱された地域の地形によってどの程度変化するかという調査を始めるきっかけとなる。

山の揺れ。地震波が地表が平坦な地面を通過する場合、その地表が均質である限り、波が進むにつれてエネルギーは次第に弱まり、最終的には徐々に消滅すると予想されます。しかし、この平野に山が立っているとすれば、マレットの指摘から判断すると、この山は家屋が振動するのとほぼ同じように振動状態になり、その材質、大きさ、形状に応じた周期で前後に揺れる傾向があります。その結果、この山の上部は下部よりも大きな弧を描いて揺れ、山頂にある建物は麓にある建物よりも大きな弧を描いて揺れ動きます。山頂にある建物が平地にある建物よりも大きな被害を受ける理由は、マレットがナポリ地震について書いた際に提示した説明と同じです。彼は丘の上の町は「マストの頂上のように揺れている」と述べているが、この説明を受け入れると、実際に崖の上にある家々が 136横浜は、居留地に住む人々よりも大きな被害を受けた。この説明は、その源泉から導き出された強い権威に基づいている。山の異なる部分が同時に反対方向の力を受けているため、この説明がどのように裏付けられるのかは明らかではない。

丘陵の斜面の支持力不足。弾性圧縮波が媒質中を伝播するとき、運動エネルギーがその媒質の粒子から粒子へと絶えず伝達されているのが分かります。粒子が前進する際に、移動先の粒子の弾性抵抗に遭遇しますが、これらの抵抗を克服することで、後者の粒子を動かし、さらにその先の粒子にエネルギーを伝達します。このエネルギー伝達が連続的に行われている媒質であれば、各粒子の運動範囲には、媒質の性質に応じた限界があります。しかし、仮に地球を想定した媒質が連続しておらず、崖や断崖で突然途切れている場合、この崖や断崖に隣接する粒子は前進運動に対する抵抗を受けないため、前方に押し出され、その結果、地面は連続している場所よりも大きな振動を受けます。これは、水平の溝に並んだビー玉の列で説明できます。この列の片端にビー玉を一つ転がすと、機関車が貨車にぶつかったときのように、連鎖全体に衝撃が伝わり、その結果、列の反対側の端にあるビー玉は支えがないため、飛んでいきます。ティンダルは、よく知られた少年たちの列で同じことを例証しています。少年たちはそれぞれ両腕を伸ばし、前の少年の肩に手を置いて立っています。後ろの少年を押すと、137 その結果、最初の少年に押す力が伝わり、少年は支えがないため前方に飛び出します。

いくつかの地震の場合、極めて悲惨な結果が生じ、このような説明しかできないように思われる。この種の顕著な事例の一つは、1857年の大地震である。「ジュネーブから東北東にかけてアルプス山脈を横切り、その波頭はツェルマットとフィスプの間の深い渓谷の端に達した。その後、地表から1,000～2,000フィートの深さにあった波動の上部が終息し、前方への脈動が砕波のように作用し、谷の西側は激しい崩落に見舞われた。」

地震の影。—弾性波がほぼ水平に通過する平野の上に山が立っている場合、その山はいわばそのような波の影の中にいると言える。この波の通常の運動だけを考えれば、山が取り得る唯一の運動は、山麓の平野に沿ったせん断力によって生じる弾性変形の波であることがわかる。しかし、波が下から山に接近し、ある角度で山に入射すると、波が進行してきた側の山の部分だけが影の中に留まり、反対側の部分は圧縮と伸長の状態になる。しかし、影になっている部分は弾性変形の波の影響を受ける。これと同様に、崖の特定の部分は、進行する波に関して影の中にあり、直接の地震の直接的な影響から守られていると想像できる。このような影の仮説的な例は、横浜の地形図を図示した付属のセクションに示されている。影の中にある可能性のある状況は、 138しかし、ある衝撃が別の衝撃には影になっていない可能性も十分にあります。また、直撃の影になっている場所は、反射波や直撃の横振動の影響を受ける可能性があることも忘れてはなりません。これらの影響は、先ほど述べた弾性変形の波によって生じる影響を上回ります。イギリスのようにめったに揺れない国全体が影になっているのではないかという疑問も生じます。

図27. —横浜の仮想断面図。
波の干渉による破壊。横浜の地形図（図27）を見ると、集落と崖の両方が灰色凝灰岩の水平層を覆う砂利層の上に位置していることがわかる。海岸側の集落部分の砂利は、もともと139 砂利浜の線を形成していた。集落の海から奥まった部分は、もともと湿地だった土地の上に位置している。集落の中央部では、この砂利層は非常に厚く、おそらく100フィートほどだが、崖の端に近づくにつれて薄くなり、最終的には断崖の側面で消滅する。

崖の頂上では、砂利層は下層よりも概して薄くなる可能性が高い。凝灰岩は、火山泥が固まってできた灰色の柔らかい粘土質の岩石で、海岸沿いを歩くと水平に成層しているように見える。内陸側に傾斜があったとしても、おそらくごくわずかである。ところどころで、岩盤はわずかに断層している。全体として見ると、これらの岩盤は比較的均質であり、地震がそこを通過する際に反射や屈折はほとんど起こらないと考えられる。これらの岩盤とその上にある砂利層の接合部では、反射と屈折が比較的大きくなる。

波は砂利層に入ると、弾性の低い媒質を通過するため、波の方向は接合線に垂直な方向に曲げられ、その結果、地表への出現角度が増大する。地表でも一定の反射は起こるが、主な反射は凝灰岩と沖積層の接合部における反射である。

この沈下により、発生する反射はすべて単一反射となる可能性が高い。したがって、直線a 1に平行な方向に進む波面a 1は、方向a 2に反射し、一連の反射波 a 2を生じる。これらは太線で示されている。同様に、すべての 反射波は1401の左右に隣接する波は、 一連の反射波を生じます。波面を表す線が圧縮領域である場合、2本の線が交差する箇所では、圧縮を生成するエネルギーが2倍になります。同様に、希薄化領域が一致する場合もあり、また、一方の波の圧縮がもう一方の波の希薄化と出会い、効果が相殺されることもあります。このような一致と干渉を示す図は、ル・コンテ著『地質学要綱』115ページに掲載されています。しかし、ここで言及されている干渉は、発生する干渉の中で最大のものではありません。最大の干渉は、おそらく崖や、その下の平地につながる崖の下で発生するでしょう。これは、単一の反射波の干渉だけでなく、2回だけでなく、場合によっては3回反射された波の干渉が発生する可能性が高いためです。例えば、最初の仮定のa 1 に平行なb 1のような波がb 1に平行な方向に進むと、線b 2に沿って反射してb 2のような波が生じ、さらに線b 3に沿って反射してb 3のような波が生じる可能性があります。波が反射される回数が増えるため、衝突や干渉が発生する領域の数は増加します。この場合、衝撃の激しさは特定のポイントで大幅に増加しますが、一般的な結果としてエネルギーが失われるため、反射波の一部が影になっていると見なされている部分に到達したとしても、その強度は直接その部分に入った場合ほど大きくはなりません。

丘の斜面から緩んだ物質が崩れ落ちる現象は、干渉による撹乱の増加を仮定することで部分的に説明できるかもしれない。

地震橋。—南アメリカの一部の地域では141アメリカには、周囲の国全体が時折激しく揺れる一方で、地震の揺れがほとんどない地域が存在するようです。そのような地域では、地震の揺れがまるで橋の下を水が流れるように通り過ぎていくようです。そのため、これらの地域は「橋」と呼ばれています。

この現象は、下層の土壌の性質に依存しているようです。弾性波が一つの岩盤から性質の異なる別の岩盤へと伝わると、波の一部は反射され、残りの部分は透過または屈折します。そして、全反射現象が発生する場所に「橋」が形成されると考えられます。

軟質材料が優れた基礎として実証された事例では、それらは主に運動量の吸収材として機能したと想定されています。また、それらは反射面としても機能し、その上に住む人々が影響を受けなかった場合、それは全反射の結果であり、軟質層が橋の役割を果たした可能性があります。

フックスは1837年のシリア地震の記録から例を挙げている。近隣の村々だけでなく、隣の家々も被害が異なっていた。ある家では家が完全に破壊されたのに対し、隣の家では何も感じられなかったという。

日本では、首都から東に約55マイル離れた銚子という場所では、周囲の地域が激しく揺れることがあるにもかかわらず、地震はほとんど感じられません。

この場所の記述から、沖積地層の中に巨大な玄武岩の隆起が見られるようです。この地域は地震の影響を受けにくいことから、カナム岩の神話が生まれたと考えられます。カナム岩は、岩の上にあるとされる岩です。 142巨大なナマズ（ナマズ）の頭部。このナマズが身をよじることで、この地域でよく感じられる震えを引き起こす。[35]

1874年のニューイングランド地震について書いたD・S・マーティン教授は、地震は4地点で感じられたと述べている。ブルックリンの中心部では、直径半マイル以内の範囲で感じられた。「この事実は、その地点で岩の尾根がおそらく地表に近づいていたことを示唆しているが、実際に現れたかどうかは不明である。」[36]

激しい揺れからある程度保護されている特別地区という主題については、後で再度触れますが、日本のような国でも、平均して 1 日 2 回は地震が起きる国であっても、地震調査を実施すれば、イギリスのように地震の心配がない場所を選んで建物を建てることが可能であることがわかります。

地震の影響の一般的な例。 – 以下の地震の影響の例は、1857 年のナポリ地震に関するマレットの記述から引用したものです。

ポッラという町では甚大な被害が出た。残った部分の亀裂から判断すると、町の上部では地震の揺れが下部よりも垂直に発生したようで、下部の角度がどうであれ、丘自体が振動し、水平であったため亀裂の角度が変わったことが証明された。

ディアノは、その構造がしっかりしていたことと、その立地条件のおかげで、被害は少なかった。震源が到達する前に、擾乱は粘土層からほぼ垂直に伸びた石灰岩層へと移行する必要があったからである。また、震源の大部分は、北と北西のヴァッローネ・デル・ラチョによって遮断されていた。 143町の。ここでは、波の部分的な消滅が「自由外延層」に及ぼした影響が、突出した岩塊に見られた。

カステッルーチョは、そのしっかりと支えられた丘が震源の方向を向いていたことと、東側を垂直の角礫岩の層が守っていたことから被害を受けなかった。

ペルトーザは丘の上に建っています。被害が最も少なかったのは町の南部です。町が位置する角礫岩層と地震波の進路方向の関係から、町の南部は他の地域よりも厚い角礫岩層を通して地震の力を受けたことが明らかです。

ペティナは、山の斜面から突き出た平坦な石灰岩の尾根の上にあり、被害は受けなかったが、南西に 5 マイル離れたアンレッタと 6 マイル離れたペルトーザは、大部分が崩壊した。(1) 台地は振動せず、(2) ペティナとアンレッタの間には、ほぼ 6,000 フィートの石灰岩の堆積物があり、急角度で発生した衝撃は、これらの層を横切って上方に伝わるはずであった。

建物の保護。建物を適切に建設し、適切な基礎と位置を選択することに加え、地震の破壊的な影響を防ぐために何かできるかもしれません。エフェソスのディアナ神殿は、地震の影響を防ぐために沼地の端に建てられたと記されています。プリニウスはローマのカピトリノがカタコンベによって救われたと記しており、エリゼ・ルクリュス[37]は、ローマ人とギリシャ人は洞窟、井戸、採石場が地盤の変動を遅らせ、近隣の建物を保護することを発見したと述べています。 144カプアの塔は、そこにあった多数の井戸によって守られました。ヴィヴェンツィスは、ローマ人がカピトリオを建設する際に、地殻変動の影響を弱めるために井戸を掘ったと主張しています。フンボルトはサン・ドミンゴの住民についても同様のことを述べています。

キトは近隣の多数の峡谷によって守られていると言われているが、15マイル離れたラクタクンガは度々破壊されてきた。

同様に、東京の多くの地域は、それを横切る多数の堀と深い運河によって、地震の激しい衝撃から時々多かれ少なかれ守られてきた可能性が非常に高い。

このような人工の開口部が地震の衝撃を防ぐのにどの程度効果的であるかは、理論的な考慮と、その使用法を発見した人々が理論的推論を行う手段をおそらく持たなかったという事実から判断して断言することはできないが、そこから得られる示唆は注目に値する。

一般的な結論。以下は前章から導き出された重要な結果のいくつかである。

1. 家を建てる場所を選ぶ際には、他の人の経験や実験調査などを参考に、最も手つかずの土地を見つけましょう。丘陵地帯の場合もあれば、谷間や平地の場合もあります。
2. 広く開けた平原は、丘の上よりも乱される可能性が低いです。
3. 硬い地層の上に緩い材料が置かれないようにします。
4. 揺れの方向がはっきりしている場合は、何もない壁をその方向と平行に配置し、開口部の多い壁をその方向と直角に配置します。

145

5. 上と下の両方において、断崖や崖の端を避けてください。
6. 壁の開口部は、水平応力に対して、直角のすべてのセクションで壁の強度が均等になるように配置します。
7. レンガや石の平らなアーチの上にまぐさ石を設置します。
8. 破壊的な衝撃に耐えるには、耐震建築の建設方法のうち、2つの方法のいずれかを厳格に遵守する必要があります。緩い基礎の上に軽量の建物を建てる方が安価で、おそらくより優れています。
9. 建物のすべての部分の固有振動周期がほぼ等しくなるようにします。
10. 建物の一部が、他の部分と振動周期が大きく異なる必要がある場合（例えば木造住宅のレンガ造りの煙突など）、これら 2 つの部分が独立して動くよう十分に自由にするか、または 2 つの部分を非常に強力に結合するのが賢明と思われます。
11. 重い屋根や煙突は避けましょう。基礎が自由だと屋根が重くなってしまう可能性があります。
12. レンガや石造りの作業では良質のセメントを使用します。
13. アーチ道は橋台に向かって曲がるようにします。
14. 屋根の勾配は緩やかにし、瓦、特に棟の瓦はしっかり固定する。

146
第8章
地震が陸上に及ぼす影響。

1. 亀裂と裂け目 ― 裂け目から排出される物質 ― 亀裂現象の説明。2. 湖、川、泉、井戸、噴気孔などの変動 ― これらの現象の説明。3. 海岸線における地盤の恒久的な変位 ― 平地 ― 山岳地帯における地盤の恒久的な変位 ― これらの動きの説明。
   地面にできた亀裂と裂け目。—ほとんどすべての大地震は地面に亀裂を生み出します。横浜（1880年2月22日）で地面に見つかった亀裂は、幅約2～3インチ、長さは20～40ヤードでした。それらは、その場所の海を見下ろすいくつかの崖の上端近くを走る道路に沿った線として最もよく見えます。亀裂が他の場所よりもそのような場所で発生した理由は、崖の面が支えられておらず、前進運動に対する抵抗がないため、そのような場所でより大きな動きがあったためと考えられます。地震の亀裂の幅が数フィートになることはよくあります。1783年のカラブリア地震では、形成されたクレバスのうち1つまたは2つは、幅100フィート以上、深さ200フィート以上でした。その長さは半マイルから1マイルまで様々でした。[38] これらの大きな亀裂の他に、幅1～2フィート、長さが長い小さな亀裂が多数発生しました。 147大きな亀裂に多くの家屋が飲み込まれました。その後の発掘調査で、亀裂が閉じることで、それらが互いに押し固まり、一つの塊を形成していたことが明らかになりました。これらの亀裂は通常、ほぼ平行であり、同時に山脈などの地形的な特徴と平行です。例えば、1812年のミシシッピ地震によって形成された亀裂は、アレゲニー山脈と平行に北東から南西に走っていました。その後の地震によって、これらのクレバスは閉じることもあれば、さらに大きく開くこともあります。クレバスの持続性は、クレバスを形成する材料の性質によっても左右されます。

地震の際には、大きな亀裂が突然開いたり閉じたりすることがあります。

1692年のポートロイヤルを破壊した大地震の際、多くの亀裂が開いたり閉じたりを繰り返したと言われています。亀裂の中には、人々が完全に飲み込まれて埋もれたものもありました。また、胴体や首を挟まれたものもあり、即死させなければゆっくりと死んでいきました。その後、突き出た部分は犬の餌になりました。[39]

1880年7月18日にフィリピンを襲った地震は、多くの亀裂を生み出しました。場所によっては、亀裂があまりにも多く、地面が階段状に分断されていました。サンアントニオ村の近くでは、土壌がひどくかき乱され、サトウキビ畑の表面がひどく変化し、中には、成長したサトウキビの列の先端が隣の列の根元と同じ高さになっているところもありました。そのような亀裂の一つには船が一隻、また別の亀裂には子供が一人消えていきました。

その後、子供は掘り起こされ、地表から少し下の方で発見されたその遺体は完全に押しつぶされていました。[40]

148

リオバンバ地震の際、人間が飲み込まれただけでなく、ラバなどの動物もできた亀裂に沈んでいった。

1872年のオーエンズバレー地震の際に形成された亀裂は、隣接するシエラネバダ山脈とほぼ平行に数マイルにわたって伸びていました。亀裂の間の地面は、場所によっては20フィートから30フィート沈下し、インディペンデンスの東約3マイルの地点では、道路の一部が亀裂によって南に18フィートも移動しました。[41]

一般的に言えば、すべての大地震は地割れの発生を伴うと言えるでしょう。日本には「大地震の時は竹林に逃げろ」という言い伝えがあります。

その目的は、竹林の下の地面が細い根で網の目のように張り巡らされているため、裂け目に巻き込まれる危険を回避することです。

亀裂から排出される物質。地面の亀裂が開くと、水、泥、蒸気、ガス、その他の物質が噴出することがよくあります。

ミシシッピ地震の際、砂と泥が混じった水が猛烈に噴き出し、最も高い木々の梢を越えるほどにまで達しました。イタリアでは、このような現象が何度も繰り返されています。

1692年にシチリア島で発生した地震の際に形成された亀裂からは、いくつかの例では塩分を含む水が湧き出しました。[42]

カチャール地震（1869年1月10日）では、川岸に平行に多数の亀裂が生じ、そこから水と泥が噴出しました。この地震について記述したオールダム博士は、 149乾いた泥や砂の最初の噴出は煙や蒸気と間違えられた。水は悪臭を放ち、当時の地表水よりは熱かったが、わずかに熱かっただけだった。硫黄臭は、しばらく動かされずに放置されていた淀んだ池の底の泥をかき混ぜた時に感じる程度のものだった。[43]

1755年、タウリス火山が破壊された際、生じた亀裂から熱湯が噴出しました。同様の現象は1820年にメキシコのラ・バンカから8マイル離れた地点でも目撃されました。この熱湯の一部は純粋で、一部は濁っていました。

噴出した水が泥水化して堆積し、小さな丘を形成することもあります。リオバンバ地震の際もその例です。この時の泥には、石炭、輝石の破片、そしてインフソリアの殻が含まれていました。

ジャマイカ地震の際、岩の割れ目に落ちた人々は、放水によって再び投げ出されたケースもあった。

既に述べたように、亀裂からは蒸気、ガス、さらには炎が噴出することもあります。硫黄の蒸気は非常に頻繁に発生するようです。クルージ氏によると、1855年にニュージーランド沿岸の海で発生した硫黄の蒸気によって、多くの魚が死んだそうです。

1797 年 12 月 14 日、当時クマナを揺るがした地震の際、耐え難い硫黄の臭いが観測され、その揺れは最も大きかった。

1692年のジャマイカ地震の際、可燃性の硫黄ガスが地中から噴出した。この地震に伴う臭いは150 その威力は非常に強く、約3,000人の命を奪う大流行を引き起こした。[44]

1835年にコンセプシオンで形成された亀裂からは、黒くて悪臭を放つ水が流れ出ました。[45]

1727年にニューイングランドで発生した地震は、地割れの形成を伴い、そこから大量の砂と水が噴出して泥沼を形成しました。場所によっては、灰と硫黄が噴出したと言われています。

ある家では地震に伴う硫黄の悪臭がひどく、家族は家の中にいられないほどだった。[46]

ガスの放出は時々海底の発生源から噴出しているように見えることがあります。

1865年3月のリマ地震では、水が激しく揺れ、硫化水素と炭化水素の臭いが漂った。このガスは、アメリカ船ランカスター号の白い塗装を黒く変色させるほどにまで増加した。[47]リスボン地震の際など、この臭いとともに炎が観測されることもあった。

1811 年と 1813 年の地震の際、ミシシッピ川流域で形成されたいくつかの亀裂から蒸気と煙が噴出しました。

1834年1月に発生したパスト地震のように、水が伴わずに亀裂から石が噴出した事例が記録されている。噴出したガスの急激な膨張が推進力となったと考えられている。

亀裂の上に見える炎は 151おそらく硫黄のような物質の燃焼によるものであろう。メンドーサの地震の影響を調査したD・フォーブス氏は、1,200マイルも離れた地点で感じられたが、硬い岩盤が地表に出た場所には亀裂の痕跡はなく、それらは完全に沖積層に限られていたと述べている。亀裂の一部で火と煙が発生したという噂は根拠がなく、推定される煙は塵に過ぎなかった。[48]

炎に加えて光も頻繁に観測されているようですが、その起源は簡単には説明できません。

1751年11月22日にジェノバで発生した地震では、地面から噴き出すような巨大な火のような光が伴ったと言われている。[49]

亀裂現象の説明。亀裂が形成される仕組みについては、丘陵面の支持力の不足について述べたときにすでに説明しました (136 ページ)。

同様のことは、河川の岸や、自然か人工かを問わず、急勾配の窪地にも当てはまります。このような場所では、衝撃波は自由表面に現れ、その運動方向に支持されていないため、背後の物質から引き剥がされ、自由表面の面に平行な亀裂を形成します。亀裂と自由表面の距離は、理論的には運動波の振幅の半分に等しく、半分は前方に、残りの半分は後方に移動する傾向があります。水やその他の物質が亀裂から噴出する理由は、シューラーによって、不浸透性の亀裂によって生じた亀裂によるものと説明されています。152 地層は地震前にはその連続性により、静水圧による地下水の上昇を防いでいた。[50]

クルージは、海水の上昇は、海の混乱の原因と考えられるのと同じ原因によるものだと説明しています。

亀裂を通じた水、泥、砂、ガスの噴出に関する最も合理的な説明は、カチャール地震に関するオールドハムとマレットの記述によるものである。

水平方向の衝撃波が軟泥層や含水地層を通過する場合、弾性波は前進運動中に水を圧縮する傾向があり、その結果、地表に通じる開口部から水が流れ出たり噴出したりします。これらの運動が繰り返されることで噴出が起こり、火山噴火で発生するような砂丘や泥丘が形成されることがあります。また、同様の作用により、1692年にジャマイカで発生した事例のように、井戸から水が激しく噴き出すこともあります。

出現波が水床を介して不浸透性物質の上にある層に作用する場合、この上層は上昇運動中にその慣性によって後者に突然押し下げられます。

この圧力は、上層を地球粒子の運動の振幅に等しい高さまで上昇させる圧力に等しく、その速度は少なくとも垂直方向に分解した地球粒子の平均速度に等しい。

瞬間的に、水を含む地層は大きな圧力を受け、水や泥は地表に通じる隙間から湧き上がります。

153

このことから、液体は静水圧により水位をはるかに超えて上昇する可能性があることがわかります。[51]

ヴォルガーは、亀裂の上に現れる光や炎の起源は、亀裂が開いた際に様々な岩石物質の間で生じる摩擦にあるとしている。これを裏付けるように、彼は地滑りの際にも同様の現象が観察された事例を挙げている。これらの地滑りの際には、摩擦によって発生した熱が水を蒸気に変え、その張力によって地雷の爆発のように泥や土砂が空中に舞い上がった。[52]

地震に伴って時折発生するガス噴火は、おそらく、不浸透性地層の下に以前に蓄積されていた、自然蒸留または化学反応によって生じた物質を蓄えた貯留層や地層と繋がる亀裂が開いた結果であると考えられます。このようなガスの存在を示す証拠は豊富にあります。炭鉱では火災時の湿気が発生し、気圧の低下とともにその量が増大します。火山地帯では、二酸化炭素の天然泉の例が数多くあります。

これらの様々なガスは、時として大量に放出されたり、地震を伴わずに噴出したりする。ロッシは数年前、ローマ近郊のテヴェレ川でガス噴出によって大量の魚が死んだ事例を挙げている。もう一つの事例は、1874年4月6日にフォッローニカで発生したものだ。その日の朝、多くの通りや道路がネズミの死骸で覆われていた。まるでネズミの雨が降ったかのようだった。ネズミの死骸が健康そうに見えたことから、154 破壊は突発的に起こったのであり、疫病のように徐々に進行したのではないという点から、二酸化炭素の放出によって破壊されたと推測された。彼らの多くが長い列をなして横たわっていたという事実は、噴火時に彼らが逃げようとしていた可能性を示唆している。[53]このようなガスの急激な発生が地震に伴って時折起こると仮定することができれば、私たちが感じていた病気の原因を説明できるかもしれない。

湖沼の擾乱。大地震が発生すると、湖沼が激しく揺さぶられ、水位が上昇したり下降したりすることがしばしば観察されている。リスボン大地震の際には、ヨーロッパの湖沼の水が振動状態に陥っただけでなく、北アメリカの大湖沼でも同様の現象が生じた。小さな池の場合のように、このような動きは地面の水平方向の前後運動によって引き起こされる場合もある。また、湖底の一部が実際に傾いたことに起因する場合もある。後者のような動きについては、「地球の脈動」の章で再度言及する。1856年1月27日、アイルランドのベイリーバラで地震が発生し、隣接する湖が堤防を越えて勢いよく流れ込み、町に押し寄せた。その際に2人の男性を飲み込み、大量のカワカマスとウナギが驚くほど成長して残された。[54]

河川の乱れ。湖が乱れたように、河川にも突然の乱れが起こります。時には堤防を越えて氾濫し、また時には突然干上がってしまうこともあります。場合によっては、河川の一部が 155干上がった川の水位が下がったことは、1847年の善光寺地震の際など、非常に明白な例である。この地震では、張り出した崖から崩れ落ちた大量の土砂が志熊川の一部をせき止め、まず湖を形成し、その後、新たな水路が形成されたため、志熊川は部分的に干上がった。他の例としては、挙げればきりがないが、1881年7月27日、フィリピン諸島のマガット川の支流であるアボート川が、激しい地震の直後に突然干上がったことが挙げられる。この川の水は2時間止まったが、その後、水量が大幅に増加し、赤みがかった色になって再び流れ出した。この現象について記述したEAカサリエゴ氏は、この現象は上流の谷の狭い部分の急峻な土手が崩れることで簡単に説明できると述べている。つまり、水が溜まって障害物を乗り越えたり破壊したりするまで、流れが妨げられていたということだ。

ベッルーノ地震（1873年6月29日）の後、普段は澄んでいるテサ川はひどく濁流になった。[55]同様の現象はイギリスでも観測されており、例えば1787年にはグラスゴーで地震が感じられた際、クライド川の水が一時的に止まった。また、1110年にはシュルーズベリーとノッティンガムで恐ろしい地震が発生し、ノッティンガムではトレント川の水位が著しく低下し、人々がその上を歩くほどになった。

1158年の地震はイングランド各地で感じられたが、テムズ川の水位が下がり、ロンドンでも歩いて渡れるほどになった。[56]

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これらに類似した事実は、多くの大地震の記録にも見られます。川が濁ったり、色が変わったりするだけの場合もあります。リスボン地震の記録には、ヌーシャテル近郊のいくつかの川が突然濁ったと記されています。[57]

時には大きな波が発生することもあります。例えば、カンザス地震（1867年4月24日）はマンハッタンの河川に乱れを引き起こし、北岸から南岸にかけて激しい波を巻き起こしたようです。[58]

地震が発生しない河川でも、奇妙な現象が起こることがあります。例えば、1838年11月27日には、テビオット川、クライド川、ニス川が同時に堰き止められました。

これらの川では、過去数年にわたって同様の現象が観察されています。

1755年1月1日には、ポンティプール近郊のフルロイド川が突然陥没しました。これは、突然開いた峡谷に水が沈んだためと思われます。[59]

泉、井戸、噴気孔などに生じる影響― 泉もまた地震の影響を受けることが多い。時には水質が変化することもある。清らかな水は濁り、温水は温度が変化する。

時には泉が枯れ、また時には新たな泉が形成されます。

後者はニューイングランド（1727年10月27日）で起こった。ある場所では泉が湧き出たが、他の場所では完全に、あるいは部分的に枯渇した。[60]

1755年、リスボンとその近郊では、いくつかの噴水が 157泥だらけになったものもあれば、減ったものもあれば、増えたものもあり、干上がったものもありました。モントルーやエグルなどの場所では、泉が濁っていました。

西暦762年に発見されたボヘミアのトプリッツの浴場も、 同じ地震によって深刻な被害を受けました。地震以前は常に温水が供給されていたと言われています。しかし、この地震の際、源泉から大量の水が噴き出し、溢れ出しました。その1時間前には濁って泥水となって流れていました。その後、約1分間止まりましたが、再び猛烈な勢いで水が流れ始め、大量の赤みがかった黄土色を帯びました。最終的に水は元の澄んだ状態に戻り、以前と同じように流れ始めました。[61]

1855 年、ウォリス地震の際、多くの新しい泉が湧き出しました。ニコライ・ターレの泉の中には鉄分が非常に豊富だったものもあり、すぐに黄土の鉱床が形成されました。

ベッルーノ地震（1873年6月29日）の際、ラ・ヴェナ・ドーロ温泉が突然赤くなった。[62]

次のような変化の例はフックスの著作から引用されている。[63]

1738 年、セント・ユーフェマの温泉の温度は大幅に上昇しました。

1848 年 10 月の地震の際、通常は 44 ～ 46 ℃ の温度であるアルデビルの温泉の温度が非常に高くなり、火傷を引き起こすほどになりました。

1855年のウォリス地震の際、温泉の温度は7度上昇し、湯量は3倍に増加した。

1835年のチリ地震の際、泉は 158カウケネスの気温は 118° F から 92° F まで下がりました。しかし、その後再び上昇しました。

噴気孔も同様に乱れており、マルティニーク島地震（1875年9月）の際には、同島の噴気孔は異常な活動を示しました。[64]

井戸は、多くの場合、泉と同じように作用するように見えます。

カリフォルニア地震（1855 年 4 月）の際、いくつかの井戸の水位が 10 ～ 12 フィート上昇しました。

1749年のヌーシャテル地震の結果、いくつかの井戸が泥で埋まった。[65]コンスタンティノープルでは、​​1754年9月2日に井戸が干上がった。[66]

上記の現象の説明。地震の際に泉や井戸の水位が上昇する現象は、亀裂の水位上昇を引き起こすのと同様の圧縮作用が生じるという仮定によって説明できる。井戸や泉の水が濁る現象は、それらが収容されている、あるいはそれらが流れている土質または岩質の空洞において、多かれ少なかれ変位が生じるという仮定によって部分的に説明できる。

大地震発生時には、被災地域全域にわたって地下水やガスの循環に全般的な乱れが生じる可能性が極めて高い。こうした乱れによって、新たな水が地表に噴出したり、複数の循環が合流したり、泉や井戸の水量が増加したりする。水が地表に到達していた亀裂が塞がったり、井戸が干上がったり、泉が流れなくなったり、温泉が枯渇したりする。159 他の水源からの冷水を加えることで水温が下がり、同様に水の鉱化も変化する可能性がある。この点を考慮する上で重要な点は、様々な地下水源の相互依存関係と、ある水源が循環する範囲である。リンカーン・ヒースの高地にある井戸は、10マイル離れたトレント川の水に支配されていると言われている。川の水位が上昇すると井戸の水位も上昇し、川の水位が下がれば井戸の水位も下がる。[67]

温泉でよく見られる変化は、地震の前または地震発生時に温度が上昇し、その後通常の状態に戻ることです。この温度上昇は、新たな火山活動の中心地やより深部の火山活動の中心地とのつながりが開かれたか、一時的に湧出量が増加したことによる可能性があります。

新しく形成された亀裂や泉から湧き出る水が熱いのは、相当深いところから、あるいは火山の中心部から湧き出ているという仮定で説明できるかもしれない。また、亀裂の開口部における摩擦熱に起因する可能性もある。地震が地下水循環にもたらすこれらの変化は、特に注目に値する現象である。私たちは地表水の循環については多くのことを知っているが、これらの地表水が源流となっている、目に見えない水路の動きについてはまだほとんど何もわかっていない。地震は地球の循環システムに関する壮大な実験とみなすことができ、適切に解釈すれば、科学的かつ実用的に価値のある情報が得られる可能性がある。

破壊的な地震が発生したときに、広大な地域が突然隆起したり、陥没したり、横方向に移動したりすること 160地質学を学ぶ者なら誰もがよく知る現象です。ほとんどの場合、これらの変位は永続的なものであり、人類の記憶に残る多くの動きの証拠は、それらが伴った恐ろしい激動の証人として残っています。

海岸線と平地における地盤変動。 1835年2月20日のコンセプシオン大地震の際、近隣の海岸線の大部分が突如として海面から4～5フィート（約1.2～1.5メートル）隆起した。しかしその後、この隆起は2フィート（約60センチ）まで沈下した。サンタマリア島沖の岩礁は満潮線より上に隆起し、「かつて生息していた海底にまだ付着したまま、口を開けて腐敗したムール貝の殻」で覆われた。島自体の北端は10フィート（約3メートル）、南端は8フィート（約2.4メートル）隆起した。[68]

1839年の地震により、チョノス諸島のレムス島は突然8フィート隆起した。[69]

このような動き、特に南米西海岸沿いの動きについて、この問題に多大な注意を払っていたダーウィンは多くの例を挙げています。1822年、バルパライソ近郊の海岸が突然隆起した際、ダーウィンはそれを聞いたと語り、自信を持ってこう主張しました。「地震の直後、任務中の歩哨は、それまで視界になかった砦の一部を見た。これは隆起が垂直方向ではなかったことを示している」[70] 。広大な陸地が垂直方向だけでなく水平方向にも永久的に移動するであろうことは、地震によって生じる大きな亀裂を観察することで予測できます。

もう一つの注目すべき突然の動きの例 161この岩石地殻は、1811年から1812年にかけてオハイオ川河口近くのミシシッピ川流域で発生した地震の際に形成されたもので、この地殻は激しく変動し、1時間の間に20マイル（約32キロメートル）の湖が形成された。「沈んだ国」と呼ばれるこの地域は、南北約110～130キロメートル、東西約30マイル（約48キロメートル）に広がっている。[71]

『ジェントルマンズ・マガジン』には、カラブリア州カウサ・ノヴァという小さな領土が地震で7メートルも地中深く沈んだが、家屋は倒壊しなかったという記事が掲載されていた。住民は物音に気づいて畑に逃げ、死者はわずか5人だった。[72]

こうした地層の永久的なずれの他の例は、ほとんどすべての地質学の教科書に記載されています。

地質学的変化の誘発。—多かれ少なかれ架空の地球運動に関する記述を無視し、確証のある事実に目を向けると、地震が地質学的変化を引き起こす上で重要な役割を果たしてきたことが一目瞭然である。19世紀においてさえ、チリやニュージーランドのように長い海岸線が隆起し、一方でインダス川デルタのような地域は沈下した。H・バートル・フレア卿は、1819年に彼の居住地域で発生した擾乱について語り、フルラリー川から引かれたすべての運河が約3日間停止したと述べている。これはおそらく運河下流域の全面的な隆起を示唆していると思われる。過去の地震の結果、水路の流れが止まり、井戸の水量が減り、地域の人口が減少することは少なくない。[73]

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こうした変化は、時には徐々に、時には激しく起こりました。山々は崩れ、谷は埋め立てられ、都市は水没したり、埋もれたりしました。

私たちの目の前にあるこれらの激動の記録から、地震エネルギーが地球の特徴を変えるという恐ろしい作用を今も発揮していることがわかります。

これらの動きの原因。―これらの大災害の原因を一つにまとめるのは困難である。地滑りのような性質のもの、あるいは山腹から物質が流失したものの場合、その原因は明らかに、十分に安定した状態で保持されていない地層に作用する地盤の突然の変動にある。擾乱の発生源から離れた地域で地層が急激に隆起したり陥没したりする場合についても、同様の説明が可能である。地震の力は、発生源周辺の特定の地域において、突然の押圧力として現れ、この押圧力によって地層は破壊され、互いに相対的に移動する。

地震の発生源またはその近くでは、岩石層が安定した平衡の位置に向かって突然崩れることが揺れの原因であると主張される可能性があり、そのような場合には、言及された動きは地震の結果ではなく原因とみなされる可能性があります。

突然の地層のずれと密接に関係する主題は、危機的な状態にある地盤の乱れにより二次的または結果的に発生する地震の発生である (248 ページを参照)。

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第9章
海洋の混乱。
海の振動 – 振動打撃の原因 – 海の波: 先行する地震、後続の地震 – 波の規模 – 発生源から遠く離れた国で記録された波 – 潮位計の記録 – 地震のない波 – 波の原因 – 説明が難しい現象 – 伝播速度 – 海の深さ – 計算例 – 地震波の速度と既知の海の深さから存在するはずの速度の比較。
海の揺れ。――日本に滞在中、船上で地震を経験した人々と何度も話をする機会がありましたが、同じ地震が陸上でも記録されていることがしばしばありました。例えば、横浜を揺るがした中程度の地震のたびに、隣接する港に停泊中の船舶でも同じ揺れが感じられました。船が座礁したかのような揺れもあれば、ケーブルに鋭い衝撃が何度も与えられたかのような揺れもありました。1881年3月11日の夕方、横浜港に停泊中の軍艦に生じた揺れは、「激しく抑えきれない揺れ」と表現されました。80マイル沖合を航行中の船舶は、突然の打撃のように感じられる揺れを記録し、その時間を計測しています。これらの揺れには、「雷のような鈍い音」と表現される騒音が伴っていました。

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ここで引用したいずれのケースでも、水の乱れは観察されませんでした。

リスボンの大地震は、海岸から50マイル離れた大西洋上の船舶でも感じられた。

1716年2月10日、ニューピスコ港の船舶は激しい揺れに見舞われ、ロープとマストが破損したにもかかわらず、水面の動きは観測されませんでした。この揺れは、船倉に積まれた大量のバラストが突然落下した際に生じるような揺れに似ていると評する人もいます。また、索具が損傷したり、大砲が甲板から上下に揺れたりした事例も知られています。

振動性打撃の原因。これらの海底地震のいくつかに付随するガタガタという音から、その多くは近隣の海岸で地震として記録されたことがないが、海底火山噴火によって生成された大量の水蒸気が突然凝縮した結果である可能性は低くないと思われる。

この仮説を裏付ける事実として、「海震」と呼べる海洋擾乱の多くが、火山の火口付近、あるいはその線上にある場所で観測されているという事実がある。このテーマに特に注目してきたドーシー氏は、アフリカ西岸のパラマス岬と南米東岸のサン・ロック岬の間の大西洋のその部分で、船舶が多数の地震を感知したことを示す証拠を集めている。[74]

いくつかの船は衝撃と震えを感じただけでしたが、他の船は煙を目撃し、漂流する灰を集めた船もありました。この特定の海底地震を考慮すると、 165この地域について考える際、この地域がアイスランド、スコットランド西海岸、アゾレス諸島、カナリア諸島、カーボ・デ・ヴェルデ諸島、セントヘレナ島などの境界線上にあることを念頭に置く必要があります。これらの地域は、現在火山活動を行っていないとしても、近年は活動していた痕跡が見られます。火山活動と地震の関連性については、後ほど改めて触れます。

海の波。—上記の例では海の波は確認されていないものの、破壊的な地震に巨大な波が伴うことは決して珍しくありません。地震が海中で発生した場合、その波は揺れに続いて陸地に押し寄せ、実際の地震よりも大きな被害をもたらします。ただし、1852年9月8日のスミルナのように、地震に先立って海の波があったと言われる例外的なケースもいくつかあります。

また、1868年のセント・トーマス地震では、最初の地震の直前に水が引いたと言われています。しかし、2度目の地震の後、再び水が戻り、アメリカ船「モナガヘラ号」を水浸しにしてしまうほどでした。[75]

1868年、別のアメリカ船「ウォータリー」号も、アレキッパを襲った海の波によって4分の1マイル内陸に流され、沈没した。

リスボン大地震の際に発生した甚大な被害の多くは、最高潮位より30～60フィートも高い、町を水浸しにした一連の大波によるものでした。これらの波は、町が地盤の揺れによって破壊されてから約1時間後に押し寄せました。

海域での最初の動きは、テージョ川河口の砂州を完全に覆い尽くすほどの引水であった。カディスでは、最初の波が166 最大のものは高さ60フィート（約18メートル）あったと言われています。幸いにも、崖によってこの噴火がもたらしたであろう壊滅的な被害は部分的に防がれました。

ジャマイカ地震（1692年）のとき、海は1マイルほど後退しました。

南米では、大地震には海の波が伴うのが一般的で、地震そのものよりも海の波の方が恐れられています。

1724年10月28日、リマは壊滅し、その日の夕方には海面が80フィート（約24メートル）の高波となり、カヤオの上空まで達しました。港に停泊していた23隻の船のうち、19隻が沈没し、さらに4隻が内陸部まで流されました。通常、最初に見られる動きは水位の引くことです。これは大波の襲来に先立つ現象としてよく知られており、南米の住民の多くはこれを時宜を得た警告と捉え、丘陵地帯へ避難しました。そして、その後に続く恐ろしい波から身を守ったのです。この波は、一度ならず何度も繰り返されてきました。

1877年5月9日、イキケが壊滅的な被害を受けた時、コピアポ近郊のカルデラで最初に観測された海の動きは、海水が静かに200フィート以上引き、その後5フィートを超える高さの波となって押し寄せたことでした。場所によっては、波の高さが20フィートから80フィートに達しました。

1835年、チリ海岸のタルカワノでは、1730年と1751年にペンコ号が沈没した際に発生した現象が再び発生した。最初の衝撃から約40分後、海は突然引いた。しかし、その後すぐに高さ6メートルの波となって再び現れ、その反動であらゆるものが海へと流された。この現象は3回繰り返された。[76]

1746年にカヤオとリマが破壊されたとき、 167海はまず引いたが、地震発生から4、5分後に波となって押し寄せてきた。10月28日から2月24日までの間に、合計451回の地震が記録された。ある時点では、海面は通常の水位より80フィート（約24メートル）も高くなった。ある記録によると、大きな波は最初の地震から41時間半後、比較的静穏な状態が続いてから17時間半後に押し寄せたという。[77]

1538 年 9 月 27 日、ナポリ近郊のモンテ ヌオーヴォ火山が噴火し、水位が 40 フィート引き、バハ湾全体が干上がった。

1696年のカターニア地震の際、海面は2,000ファゾム（約800メートル）後退したと言われています。海面が数マイルも後退した例も記録されています。

海水が引き返すのにかかる時間は通常、大きく異なります。5、6分しかかからないこともあれば、30分以上かかることもあり、さらに長かったという記録もあります。

そのため、サンタの地震（1678 年 6 月 17 日）の際には、海面は目視できる限り後退し、すべてを浸水させた後、24 時間再び上昇しなかったと言われています。

1690年、ピスコでは海が2マイル（約3.2キロメートル）も引き、3時間も戻りませんでした。引き返す時は激しく、その高さは記録に残る例もいくつかあります。フックスによれば、これまでに記録された最大の波は、1737年10月6日にルパトカ海岸で発生した波で、高さは210フィート（約64メートル）でした。

しかし、海水が引いたのと同じように徐々に戻ってきた例も知られています。例えば、12月には 1681854 年 11 月 4 日、アカプルコが破壊されたとき、海は引いたときと同じように穏やかに戻ったと言われています。

例えば、南米の波が太平洋を横断して日本に到達する時のように、海の波が発生源から長距離を移動してきた場合、アカプルコで観測された現象と同様の現象が見られます。海面は10分から30分の間隔で、6フィートから10フィートの高さまで上下に揺れ動きますが、波の兆候は全く見られません。これは、1時間に数回繰り返される異常な高潮の現象に似ています。望遠鏡で遠くの岩を観察しても、海面は鏡面のように滑らかであっても、いわゆる波の兆候は全く見られません。海は一度動き出すと、かなり長い間、振動波として動き続けます。1877年には、日本で観測されたように、ほぼ丸一日にわたって動き続けました。上下の周期と振幅は変動し、通常は急速に最大値に達し、その後徐々に弱まります。サンフランシスコの自動記録式潮位計で観測されたように、この擾乱は約4日間続きました。その図を以下に示します。全体的な外観は、他の地震波の記録と非常によく似ています。大きな波は通常の6時間の潮の満ち引き​​を表しており、通常は比較的滑らかな曲線を描きます。大きな波に重ねて、地震擾乱の小さなジグザグ曲線が描かれ、強度は多少異なりますが数日間続きます。これらの曲線は、水平方向には数時間、垂直方向には1フィートあたり5分の1インチ（約1.5cm）のスケールで描かれており、擾乱の規模を示していますので、容易に理解できるでしょう。

時には、この例のように、水中で最初に起こる動きは、押し寄せる波の動きである。多くの場合、 169しかし、場合によっては、この観察は、前回の水の汲み出しのゆっくりとしたより穏やかな現象によるものである可能性があり、急な谷や水が荒れているときは、観察が難しく、気づかれなかったでしょう。

こうした海の波が広がる距離は、通常、極めて長いものとなります。

図28. —サンフランシスコ、ポートポイントの潮位計の記録。1877年5月の地震波を示している。
1877年5月9日のイキケ地震の海波は、それ以前の多くの地震と同様に、南はニュージーランドから北は日本やカムチャッカ半島に至るまで、太平洋全域で感じられました。ユーラシア大陸とアメリカ大陸の介入がなければ、 170地球全体でその威力は顕著であったであろう。南米沿岸の各地では、波の高さは20フィートから80フィートまで変化したと言われている。サモア諸島では6フィートから12フィートまで変化した。ニュージーランドでは、海面は3フィートから20フィートまで上下した。オーストラリアでは、海水が振動した高さはニュージーランドで観測されたものと同程度であった。日本では、5フィートから10フィートまで上下した。日本では、南米沿岸で破壊的な地震が発生した後に発生する海の波の現象はよく知られており、古くからの住民が地元紙に手紙を書き、南米で25時間ほど前にそのような現象が発生した可能性があると伝えている。このようにして、大災害の知らせが事前に伝えられ、その詳細は数週間後にようやく届いた。南米の破壊的な地震が日本でその存在を告げたのと同様に、日本の破壊的な地震はカリフォルニアの検潮所でその存在を告げている。同様に、それほど頻繁ではないものの、世界の他の海洋でも擾乱が起きています。

たとえば、リスボンの大地震では、地震波がアメリカの海岸まで伝播し、その到達には 9 時間半かかりました。

地震を伴わない海波— 異常潮位のような大きな海波が、同時期に発生した地震の記録がないまま発生することがあります。地震は記録されていないものの、こうしたよく理解されていない現象は、通常、このような動きに起因すると考えられています。

マレットはいくつかの例を挙げています。例えば、 1856年3月2日午前10時、ヨークシャー沿岸の多くの場所で、かなりの距離にわたって潮位が上昇し、また下降しました。ウィットビーでは、潮位は1時間に6回も上昇し、その距離は171 港に入港する船舶が浮いたり座礁したりを繰り返す。

1761年7月17日にも、同じ場所で同様の現象が観測されました。

1864年9月16日、ウェックスフォード州キルモアで同様の現象が発生しました。2時間半の間に水位が7回も上昇と下降を繰り返したのです。これらの潮は、満潮に約5分、干潮に約5分かかったようで、西から接近した観測者には6つの明確な水位の隆起として観測されました。この現象の全体的な特徴は、1755年のリスボン地震によって同じ場所で発生したものと非常に類似しており、目撃者や記録者たちは、地震による擾乱が原因であると結論づけました。このような現象はウェックスフォード海岸では珍しくなく、おそらく突然の浸水で多くの命が失われたことから、「死の波」として広く知られています。

これらの現象は、アイルランドの他の地域、イングランド北東海岸、そして地球の多くの地域でも観測されています。これらは、地球の脈動という項目で改めて言及されます。

海の波の原因。マレットは1858年に英国協会に提出した報告書の中で、この最後に述べた現象についてかなり詳しく記述している。多くの波の原因が地震に起因する可能性は認めつつも、キルモアで観測されたような波を発生させるほどの強力な地震が、アイルランド南部全域で広く感じられなかったとは考えにくい。したがって、彼は、上記のような波は、海底堤防の斜面を形成する物質が水中で滑落することで発生する可能性があると示唆している。その斜面は、劣化や地滑りによって、 172海流によって生じた堆積物は、堆積物を形成した物質の安息限界を超える角度まで達していた。マレットはこれらの海底地滑りの存在を主張しているのではなく、地震を伴わなかったと思われる特定の異常な海波​​を説明する手段として、その存在を示唆しているに過ぎない。

一般的に、海の波は地震を伴いますが、両者の関連性を明確に証明することが難しい場合も少なくありません。地震に伴って発生する波の発生に関する単純な説明の一つは、地震の影響で大量の水が突然、空洞に流れ込み、その流入によって生じる擾乱が波を発生させるというものです。

二つ目の説明は、地震によって海岸沿いの陸地が上向きに振動し、海水が元の水位に戻ろうとするというものです。しかし、この仮説は、これらの擾乱が主な擾乱から遠く離れた小島でも感じられるという事実によって否定されます。さらに付け加えると、擾乱全体は海から陸地に近づいているように見え、逆方向からではないということです。例えば、オアフ島地震（1871年2月18日）では、陸地から最も遠い船舶が最初に揺れを感じたことが記録されています。[78]

もう一つの説は、波は海底の突然の隆起によるものだというものです。もしこの隆起がゆっくりと起こったとすれば、まず第一に、擾乱の中心に位置する水は、擾乱域の上からあらゆる方向へ放射状に流れ去るはずです。

しかし、もし海底の変動が、例えば巨大な 173火口への水の流入によって発生した蒸気の量。水は撹乱された領域の上に積み重なるため、この場所に向かって放射状に水が流れ込む可能性があります。

このような原因によって海中に一次波が発生したと仮定すると、この一次波の沈降によって、一次波の周囲を環状に囲むように二次波が発生します。一次波と二次波の複合作用によって三次波が発生し、一点から発生した擾乱は次第に広がる円を描いて広がります。これらの波が上下運動する間、水粒子に与えられるエネルギーは、摩擦抵抗によって隣接する水粒子を押しのけるために働く仕事によって徐々に減少し、最終的には消滅します。この運動によって発生する波もまた、次第に減少していきます。

単一の擾乱によって一連の海の波が発生した場合、それらの波の大きさは不均一になることがわかります。さて、小さな波の場合、その速度は波の長さの平方根に依存します。しかし、地震波のような大きな波の場合、速度は水深の平方根に依存し、後者は前者よりも速く伝わります。

したがって、不均等な大きさの一連の擾乱が海の波を発生させる場合、その後に波が侵入した海岸で感じられた一連の衝撃から、おそらく頻繁にそうであったように思われますが、初期の擾乱の波がその後の一連の擾乱に追い越され、妨害される可能性は低くありません。

これらの考察は、潮位計の記録の様相や、陸地に押し寄せる潮汐波を記録した人々が観察した現象を理解するのに役立ちます。例えば、海面の波が、 174擾乱の発生源から異なる距離にある場所では、波の高さも異なるはずです。また、小さな波が大きな波の間に挿入されているように見えること、そしてそれらがさまざまな間隔で発生するという事実にも説明がつきます。

波が発生するたびに、その周囲の水面から一定量の水が引き出されなければ波は形成されないという事実は、海水が最初に引き出されるのがよく観察される現象を説明しています。外洋では、二つの波の間の窪みから水が引き出されます。ダーウィンが指摘したように、これは通過する汽船が川岸から水を引き出すようなものです。

互いに近接する場所で観測される波の高さの違いは、おそらく海岸の形状、周辺の島や岩礁などの干渉によるもので、これらの原因によって潮の高さに同様の影響が生じると考えられます。

波は浅瀬に近づくにつれて徐々に高さを増し、前方の傾斜は急になり、後方の傾斜は緩やかになり、最終的には崩れ落ちて砕け散ります。この波高の上昇は、浅い湾の奥に位置するタルカワノ島とカヤオ島の破壊と間違いなく関連しています。深海に面するバルパライソ島は、一度も浸水したことがありません。[79]波の性質に異常をきたすもう一つの例は、海底や海岸線の形状による反射と相互干渉です。

激しい海底擾乱に伴って発生する可能性のある現象は次のとおりです。

爆発や地面の隆起の初期衝撃によって「大波」が発生し、それが 175海岸に向かって、その大きさと海の深さに応じた速度で伝播します。同時に、空中に「音波」が発生する可能性があり、これは「大海波」よりも速い速度で伝播します。発生する3つ目の波は「地球波」であり、衝撃の強さと伝播する岩石の弾性に応じた速度で海岸に到達します。この最も速く伝播する「地球波」は、小さな「強制海波」を背負っている可能性があります。この「地球波」が海岸に到達し、内陸部を通過すると、「強制海波」が背中から滑り落ちるため、水面がわずかに後退します。

これらの「強制波」は、海底から船底へと水中の音波のように伝播し、通過する船舶に衝撃を与えます。例えば、火山の割れ目に流入した少量の水の爆発、あるいはそのような割れ目から発生した蒸気の急激な凝縮によって発生する小規模地震の際には、水中音波が発生し、船上でよく耳にするガタガタと振動する音を引き起こします。

説明困難な現象。—このようにして海の波の起源と現象を説明することはできるが、クルージが指摘したように、海の波は単純に地面の前後運動によって発生するのではないということ、そして火山海岸で発生した地震の大部分はそのような現象を伴わないことを忘れてはならない。海岸線で観測された15,000件の地震のうち、海の波を伴ったのはわずか124件であった。[80]ペリーが南米西海岸で記録した1,098件の地震のうち、海の波を伴ったのはわずか19件と言われている。 176海面の変動によって生じる。『地理雑誌』（1877年8月号、207ページ）によると、1500年以降に南米沿岸で発生した71件の大地震のうち、多くは海の波浪を伴っていたようだ。ダーウィンもまた、南米について語る際に、ほぼすべての大地震が近隣の海域の相当な動揺を伴っていると述べている。[81]

1851年4月2日、チリの多くの町が破壊されたとき、海は動揺しませんでした。ニュージーランド大地震（1855年6月23日）の際も、すべての揺れは海から来たにもかかわらず、洪水は発生しませんでした。しかし、2月14日の小さな揺れは海の動きを伴いました。

これらの例は主にフックスの著作から引用されているが、日本北東部で感じられる擾乱の多くは海底から発生しているにもかかわらず、目に見える波浪を生じないという事実も付け加えなければならない。しかし、発生源付近の船舶には、振動を引き起こすには十分である。

フックスが説明が難しいと指摘するもう一つの点は、海水が引く際、その速度が極めて遅いことが多く、場合によっては元の位置に戻らないことである。発生する波の長さを考えれば、海水が15分から30分程度引くことは理解できる。数時間あるいは数日間海水が引いた後に元の水位が変化するケースは、地盤面の多かれ少なかれ恒久的な変化を仮定した場合にのみ説明できるようである。例えば、ニュージーランドを揺るがした1855年の地震では、北島の南部全体が数フィート隆起した。

177

海岸線の高さのこうした突然の変化についてはすでに述べたとおりです。

他にも理解しにくい点として、微弱な地震の際に海が乱れることや、遠方で地震が発生することなどが挙げられます。フックスはこうした事例として、次のような記述を引用しています。「1850年5月16日 午前4時28分、ペステで地震が発生し、7時30分にはリボルノの海上で動きが観測されました。また、1850年12月19日にヘリオポリスを揺るがした地震の際には、シェルブールに突然洪水が押し寄せました。」これらの現象は、ある地点では地震を、別の地点では波浪をもたらした地球の脈動によるものではないでしょうか。

同様に理解しにくいのは、地震から数時間後に海面の擾乱が生じた観測結果である。例えば、1852年のバタビアでは2時間の間隔があった。さらに、海面の動きが地震に先行していた観測結果も加えなければならない。例えば、1852年のスミルナではそうであった。こうした異常現象の多くには説明が可能であることは認めつつも、一般的に言って例外的な現象であり、場合によっては観測誤差に起因する可能性もあることを念頭に置く必要がある。

海の波の伝播速度と海の深さ。—特定の波が均一な深さの谷に沿って伝播する速度は、谷の深さと関係があることは、物理学では昔から知られています。

vを波の速度、hを波の谷の深さとすると、この関係は次のように表すことができます。

h =
v 2
グラム
またはh = (
v
け
）2
178ここでg = 32·19、k = 5·671です。

これら 2 つの式 (最初の式はラッセルの式、2 番目の式はエアリーの式として知られています) は実質的に同一であることが分かります。

明らかな違いは、定数に割り当てられた平均値にあります。

私たちが扱うような大きな波の場合、高い精度を求めるなら、hの値を そのわずかな割合だけ大きくする必要があるでしょう。また、地球上の位置に応じてgの値が異なることを考慮に入れることもできます。これらの公式を利用すれば、波の伝播速度を決定した後、波が伝播した領域の平均深度を決定するのは容易です。

特定の地震調査を行う際には、逆の問題、つまり、海の波が伝播した水深の知識から、示された線上を進む海の波の速度を決定することが時々役立ちます。

地震波が伝播する速度に応じて太平洋の平均深度を計算する研究は、多くの研究者によって行われてきました。

しかし、ほとんどの場合、証拠が明らかに沖合で発生したことを示しているにもかかわらず、波が海岸線で発生したと仮定した結果、計算は批判にさらされる可能性がある。私が太平洋を横断する様々な測線で得た平均深度は、実際の測深で得られた平均深度よりもいくらか浅いようだ。しかし、実際の測深でよくある誤差は、深海での測深が難しいため、測深が大きすぎることが多いことを忘れてはならない。 179鉛が実際に海底に到達した時を特定すること。改良された探査装置を用いて海洋をより徹底的に調査するまでは、地震波によって得られた結果の真実性を検証することはできないだろう。

海の波に関する計算の例。

1. 1854 年の波。—この波は日本近海で発生し、サンフランシスコ、サンディエゴ、アストリアにある潮位計に記録されました。

12月23日午前9時15分、日本の下田で強い揺れを感じ、10時には高さ30フィートの大波が続きました。波の上下動は正午まで続きました。30分後、波は以前よりも激しくなりました。午後2時15分には波は弱まり、 午後3時には比較的穏やかになりました。合計5回の大波が発生しました。

12月23日と25日、サンフランシスコ、サンディエゴ、アストリアにある自動記録式潮位計で異常な波が記録されました。

サンフランシスコでは3組の波が観測されました。最初の波のうち1組の平均振動時間は35分でしたが、2組目と3組目の波のうち1組はほぼ31分でした。

サンディエゴでも 3 系列の波が観測されましたが、平均振動時間はサンフランシスコの波よりも 4 分から 2 分短くなりました。

サンフランシスコ波は同じ現象の再発を示しているようだ。

サンディエゴの記録は、おそらく一連の衝撃の影響を示しており、高さは 180第三の波が来て、その後は減少し、再び増加し、その後消滅しました。

これらのデータに基づく計算の結果は次のとおりです。

 距離

（地理
マイル）
送信時間 速度（
フィート/秒）。 海の深さ
（ファゾム）
h. メートル。
シモダからサンディエゴへ 4917 12 13 545 2100
シモダからサンフランシスコへ 4527 12 39 528 2500または2230
サンフランシスコの進路における水深の違いは、波の長さを210マイルとするか217マイルとするかによって異なります。サンディエゴの進路における波の長さは186マイルと192マイルでした。[82]

1868年の大波。— 1868年8月11日、南米沿岸の多くの都市が大波に襲われ、2万5000人の命が失われた。この大波は、他の大波と同様に、太平洋を縦横に伝播した。

日本では函館でRAのT.ブラキストン大尉がこの現象を観察し、とても親切に次のような報告をしてくれました。

8月15日午前10時30分、一連の波、すなわち津波が始まり、午後3時まで続いた。10分間で海面差は10フィートあり、水は満潮線より上昇し、干潮線より下降する速度が速かった。通常の潮位はわずか2.5～3フィートである。これらの波を引き起こした擾乱は、 8月13日午後5時頃、南緯18.28度付近のイキケとアリカの間で発生した。グリニッジ時間では、8月13日午後5時9分40秒頃となる。波が函館に到達したのは、グリニッジ時間で8月14日午後7時7分6秒頃となる。つまり、波は約8,700マイルを移動するのに約24時間57分を要したことになる。181 平均速度は毎秒約511フィートです。これらの波は太平洋全域で感じられました。チャタム諸島では、波が猛烈に押し寄せ、集落全体が破壊されました。サンドイッチ諸島では、3日間にわたり10分間隔で波が打ち寄せました。

この波を 1877 年の波と比較すると、一方は毎秒 511 フィートの速度で函館に到達し、もう一方は同じ距離を毎秒 512 フィートで移動したことがわかります。

この地震波の説明は、F. von Hochstetter によって行われています (‘Über das Erdbeben in Peru am 13. August 1868 und diedaduch veranlassten Fluthwellen im Pacifischen Ocean’ Sitzungsberichte der Kaiserl. Akademie der Wissenschaften, Wien 58. Bd., 2. Abth. 1868)。 「ピーターマンの地理」に掲載されたこの論文の要約より。ミッタイル。」 1869年、p. 222、私は F. von Hochstetter によって得られたより重要な結果を以下の表にまとめました。

この波はアリカ近郊で発生したと推定される。

 アリカからの距離

（海里）

波にかかる時間 速度
（フィート/
秒） 海の深さ
（フィート）

h.
メートル。

バルディビア 1,420
5
0
479
7,140
チャタム諸島 5,520
15
19
608
11,472
リトルトン 6,120
19
18
533
8,838
ニューカッスル 7,380
22
28
538
9,006
アピア（サモア） 5,760
16
2
604
11,346
ラパ 4,057
11
11
611
11,598
ヒロ 5,400
14
25
555
9,568
ホノルル 5,580
12
37
746
17,292
同じ擾乱に関する計算はJEヒルガードによっても行われている。[83]

波の発生源がアリカであったと仮定すると、彼の結果は次のようになります。

182

アフリカからの距離
送信時間
時速海里
海の平均深度
マイル
h.
メートル。
足
サンディエゴ 4,030
10
55
369
12,100
フォートポイント 4,480
12
56
348
10,800
アストリア 5,000
18
51
265
6,200
コディアック 6,200
22
00
282
7,000
ラパ 4,057
10
54
372
12,200
チャタム諸島 5,520
15
01
368
12,100
ハワイ 5,460
14
10
385
13,200
ホノルル 5,580
12
18
454
18,500
サモア 5,760
15
38
368
12,100
リトルトン 6,120
19
01
322
9,200
ニューカッスル 9,380
22
10
332
9,800
シドニー 7,440
23
41
314
8,800
1877年の波。—ロストックのE.ガイニッツ博士は1877年の波について2つの計算を行った。[84]

以下の表は、ガイニッツ博士の2番目の論文から引用したもので、最初の結果にいくつかの修正が加えられています。擾乱の発生源はイキケ近郊と推定されています。

観測所
イキケ
地質からの距離（マイル） 波の到来
波にかかる時間 速度（
フィート/
秒）
海の平均深度
（ファゾム）

h.
メートル。

h.
メートル。

タイオハック（マルケサ諸島） 4,086
8
40
午前
12
15
563·8 1,647
アピア（サモア） 5,740
12
0
「
15
30
610·4 1,930
ヒロ（サンドイッチ諸島） 5,526
10
24
「
14
0
667·9 2,310
カフリウ「 5,628
10
30
「
14
5
675·2 2,361
ホノルル 5,712
10
50
「
14
25
669·7 2,319
ウェリントン（ニュージーランド） 5,657
2
40
午後
18
15
524·2 1,430
リトルトン「 5,641
2
48
「
18
23
519·8 1,400
ニューカッスル（オーストラリア） 6,800
2
32
「
18
7
633·0 2,075
シドニー「 6,782
2
35
「
18
10
631·4 2,065
紙絵師（日本） 8,790
7
20
「
22
55
649·0 2,182
函館「 8,760
9
25
「
25
0
592·5 1,818
カドサ「 8,939
9
50
「
25
15
604·9 1,895
183

平均深度は、エアリーの式とスコット・ラッセルの式を用いた2組の計算結果の平均を表しています。この擾乱に関する私自身の調査結果は次ページに掲載しています。この擾乱の発生源は、いくつかの計算方法によって、西経71度5分、南緯21度22分付近の海底にあることが示されています。

ガイニッツ博士は、彼が計算した海の深さと実際の測深によって得られた深さが一致すると考えていますが、それは私が得た結果と正反対です。

私の計算とガイニッツ博士、ホクステッター博士、その他諸氏の計算との相違は、主に海波の発生源を特定した点に起因しています。例えばガイニッツ博士は、1877年の地震の発生源は大陸ではなく西方の海中であると述べていますが、その計算はすべて、地震の中心がイキケまたはその付近にあり、イキケが揺れ始めた時刻が波が海上に広がり始めた時刻であるという仮定に基づいています。この時刻は午後8時25分です。しかし、この時刻には、波はイキケから太平洋の反対側に向かう途中で、真の発生源とイキケの間の距離の2倍以上も離れていたと考えられます。地震波の観測から得られた太平洋の深さに関するさまざまな計算にこの要素を導入すると（地震のあとしばらくして波が陸地を浸水させたように見えるため、この要素を導入する必要がある）、地震波の伝播速度が減り、結果として海の深さも減少します。

184

 経度  グリニッジ標準時

における波の到着

波にかかる時間 原点
からの距離（マイル単位、大円で計算）

速度
（フィート
/秒）
海の深さ
（フィート）
波の高さ
波の間隔（
分）

°
′

日
h.
メートル。
h.
メートル。

波の起源
71
5
W.
9
12
59

サンフランシスコ
122
32

10
2
28
13
29
4,578
498
7,721
9インチ
カヤオ
77
15

9
17
9
4
10
658
231
1,657

イキケ
70
14.5

9
13
21
0
22
87
348
3,770
20フィート 22
コビハ
70
21

9
13
19
0
20
80
352
3,857
30「
メヒヨネス
70
35

9
13
27
0
28
108
339
3,587
35「 15または45
チャナラル
71
34

9
15
26
2
27
455
272
2,309
10
コキンボ
71
24

9
15
15
2
16
508
328
3,363
30
バルパライソ
71
38

9
16
16
3
17
695
310
3,000

コンセプシオン
73
5

9
16
52
3
53
928
350
3,824
12～15歳
ホノルル
157
55

10
3
52
14
53
5,694
561
9,807
34〜54フィート。 25
ヒロ
155
3

10
3
5
14
6
5,506
563
10,217
30または8
{
3または15
18または27
カフリウ
156
43

10
3
12
14
13
5,611
579
10,437

サモア
171
41
W.
10
3
57
14
58
5,773
566
9,972
12フィート 10
タウラウガ
176
11
E.
10
8
15
19
16
5,615
427
5,697

ウェリントン
174
30

10
7
22
18
23
5,574
445
6,168
11 「 10
アカロア
172
59

10
7
28
18
29
5,542
440
6,031

リトルトン
172
45

10
7
29
18
30
5,558
441
6,055

亀石
140
50

10
12
37
23
38
8,844
549
9,378
6「 15
函館
140
50

10
14
7
25
8
8,778
512
8,169
7「 20
185

ガイニッツ博士の論文では、地震現象が観測された時刻にも、各地点で若干の差異が見られます。しかし、これらはさほど重要ではありません。ガイニッツ博士の論文の最後には、シドニーとニューカッスルの2つの興味深い潮位計の記録が紹介されています。これらの記録は、両地点における海面波の周期に顕著な違いがあることを示しているようです。[85]

実際に観測された波の伝播速度と、実際の測深によってわかっている太平洋の深さから存在するはずの速度の比較。「Petermann’s Geograph. Mittheilungen」、Band xxiii. p. 164、1877年に掲載されている図表から、太平洋の海底を横切るさまざまな方向の線のおおよその断面を描くことができます。

衝撃の起源から日本（亀石）までの経緯は次のようになる。

約7,441
マイル
15,000
足の深さ
1,100
「
18,000
「
160
「
27,000
「
80
「
1万2000
「
60
「
6,000
「
タスカローラ海溝とベルカップ海溝があるため、この線は波が移動した最も不規則な線となるでしょう。

起点からニュージーランド（ウェリントン）までの線は

約5,274
マイル
15,000
足の深さ
300
「
1万2000
「
原点からサモアまでの線は

約5,773
マイル
15,000
足の深さ
起点からサンドイッチ諸島（ホノルル）までの線は

186

約5,634
マイル
15,000
足の深さ
そして60
「
1万2000
「
スコット＝ラッセルの法則、あるいはほぼ同じエアリーの一般式を用いると、これまで述べてきたような波が各線の各部分を通過するのにかかる時間を計算できます。そして、これらの時間を合計することで、任意の線を通過するのにかかる時間が得られます。私はこれらの計算を行いましたが、いずれの場合も結果が小さすぎるため、ここで提示する必要はないと考えました。

先ほど述べた距離を移動するのに実際にかかった時間は、

日本へ（亀石） 23時間38分
ニュージーランド（ウェリントン） 18 „ 23 „
「サモア 14 „ 58 „
サンドイッチ諸島（ホノルル） 14 „ 53 „
サンフランシスコからシモダまでの線は、全長約3,567マイル（約5,600キロメートル）、水深3,000ファゾム（約3,800メートル）、全長840マイル（約2,500メートル）、そして全長120マイル（約1,000メートル）です。平均水深は約2,854ファゾム（約900メートル）となります。バチェは水深を2,500ファゾムと計算しました。

下田の海の波は陸の揺れが感じられた後しばらくして来たので、この地震の発生源は下田ではなく、かなり離れた海上にあったと考えると、この計算された深さは減少するでしょう。

187
第10章
地震発生源の特定。
起点のおおよその決定—日本における地震探索—運動の方向による決定—建物の破壊によって示される方向—回転によって決定される方向—回転の原因—時間観測の使用—そのような観測における誤差—直線法による起点の決定—円法、双曲線法、座標法—ホートン法—音波、地波、水波の時間差—ゼーバッハ法。
地震学者にとって最も現実的な問題の一つは、ある国において地震活動の源となる地域を特定することである。様々な地域における地震活動の相対的頻度を示すために、異なる濃淡で色分けされた地図を目の前にすれば、私たちは活動の最も少ない地域、そして観測地震学を研究対象としたい場合に探すべき地域を一目で見極めることができる。ある国で地震を体系的に調査するための観測所を建設する前に、何らかの方法でその国を調査し、最も適した地域を見つけ出す必要がある。一連の地震の起源を概ね特定するという特別な問題が私たちに課せられる。この予備調査を行った後、次の課題は、観測所を以下のように配置することによって、188 これらは常に連携して動作し、発生源をより正確に特定することができます。一連の地震の発生源を知ることで、最も激しい擾乱が予想される大まかな方向がわかり、それに応じて地震計を配置することができます。

発生源のおおよその特定。 1880年に私は、日本各地から届いた数百件の地震の回数に関する通信から得られた事実をまとめ、日本全体の地震エネルギーの分布についてかなり正確な見当を得た。

これらの通信は、国内の様々な住民や多数の公務員に送られた手紙への返信でした。これらの記録と機器による記録を併せて調べると、日本だけで年間1,200回の地震が感じられたことが確認されました。つまり、1日に3回から4回の地震があったことになります。これらの地震の大部分は東海岸沿いで感じられ、南は東京から始まり、北上して本島の端まで達しました。これらの地震は西海岸ではほとんど感じられませんでした。中央の山脈が地震の進行を阻んでいるかのようでした。同様に、東京の南西にある山脈も地震の南下を妨げていました。このようにして、西海岸、日本南部、四国、九州ではそれぞれ局地的な地震が発生しているという結論に達しました。

地震探査。これらの予備調査で、日本の北部が南部よりも地震観測に適した地域であることが示されたので、次のステップは北部をより詳しく分析することだった。この分析は、189 東京から 30 マイルから 100 マイル離れたすべての主要都市に、絵葉書の束が送られました。これらは地方自治体に預けられ、毎週 1 枚、感じた揺れの回数を記した絵葉書を東京に返送するよう依頼されました。このようにして、ほとんどの揺れは北と東から発生しており、南の山脈の深いところを通過することはほとんどないことがすぐにわかりました。次に、絵葉書のバリケードはさらに北に広げられ、その結果、特定の揺れの発生源が山に囲まれ、他の揺れは海岸沿いであることが分かりました。地震を体系的に追跡すると、多くの揺れは海の下で発生していることがわかりました。地震は北東海岸のすべての場所を揺るがしましたが、島の背骨を形成する山脈を越えて西海岸の場所を乱すことはまれでした。

この方法によって3ヶ月かけて得られた実際の結果は、添付の地図に示されています。この地図は、日本本土の北半分と蝦夷島の一部を網羅しています。地図の網掛け部分は山岳地帯を示しており、標高約600メートルから2,000フィートの山脈が横切っています。点線は、記録された主要な地震群の境界を示しています。

I.は地震の西側の境界であり、東側の場所では通常、やや激しい揺れを感じます。これらの地震の中には、函館市またはその付近で最も激しいものがあり、それより南では影響は弱くなっています。時折、亀石付近で最も大きな揺れが観測されることもあります。これらの地震は、武蔵平野と甲府を隔てる高山地帯を通過できず、III.またはIV.の西側の境界で止まることもあります。

190
図29.北日本。山岳地帯は斜線で塗りつぶされている。
191

II. は甲府市を取り囲む平野に限定された震源の境界です。これらの地震は明らかに極めて局所的です。多くの擾乱は海底で発生し、矢印aまたは bの方向から陸地に侵入したと考えられます。

III. この線は、東京で頻繁に発生する一連の地震の境界を示しています。これらの地震は、 d、e、または fの方向から発生する可能性があります。これらの地震の一部は、横浜の東側、対岸の半島上またはその付近で発生する可能性があります。

IV. V. および VI. これらの線で囲まれた地震は、おそらくcまたは d の方向で発生したものと考えられます。

VII. この線で囲まれた地震はおそらくe方向から来るものと考えられる。

VIII. この線はb方向から来る可能性のある地震の境界を示しています。

上記の境界は、図示されているほど西側には及ばない場合もあります。また、V群やVI群のように、南西方向にさらに広がる場合もあります。高山が地震の伝播を阻む影響を如実に示すこれらの地震境界は、個々の地震からではなく、白地図上にプロットされ、現在では一枚の地図帳としてまとめられている一連の地震から作成されています。私が研究してきた資料の概要を示すために、1882年3月1日から10日の間に、函館と東京の間の地域で感じられた34以上の異なる地震の記録を受け取り、それぞれについて地図を作成することは十分に可能であることを述べておきます。添付の​​地図に示されている擾乱の境界に加えて、より局所的な性質を持つ地震についても、別の境界を描くことができます。最も多くの地震を含んだグループは、III群、IV群、V群、VI群、VII群です。192 この種の研究において、北は札幌から函館を経て本土東岸を南下し、南は東京あるいは横浜に至る観測所の線路によって、非常に重要な地震群を研究できることが判明した。このグループの研究は、重要な地域グループの研究と併せて、東京を取り囲む武蔵平野に適切に分布するいくつかの追加観測所の助けを借りれば、さらに促進される可能性がある。この例を見れば、連結された一連の地震観測所の立地選定が、しばしば多かれ少なかれ特殊な問題となることが分かるだろう。事前の調査なしに東京周辺の異なる方向に地震観測所を設置すると、それらのいくつかは、残りの観測所と連携して機能することはほとんどない、あるいは全くないような場所に配置され、したがってほとんど価値がない可能性が十分に考えられる。そして、この指摘は地球上の他の地域にも同様に当てはまるはずである。この方法は粗雑であり、実際の地震の起源に関する限り、得られる結果は近似値に過ぎません。しかしながら、得られた結果に関して私たちが表現できる確実性によって、この粗雑さと絶対性の欠如は十分に相殺されます。たとえ私たちが利用できる最高の機器を用いて作業する場合でも、複雑なシステムを採用していない限り、この作業方法は機器記録を非常に有効に検証し、より確信を持って解釈することを可能にします。

地震の進行方向から地震の発生源を特定する。地震が中心から一連の波として伝播し、その中で通常の振動が顕著であると仮定し、発生源と同じ直線上にない2つの地点で地震波が伝播すると仮定すると、193そして、これらの通常運動の進行方向が十分に離れている場合、2 つの観測点を通るこれらの方向に平行な線を引くと、必要な原点より上の点で交差するはずです。2 点ではなく 3 点、あるいはもっと良いことには、より多数の点があれば、得られる結果はさらに確実になります。残念ながら、地震が特定の点から発生することはめったになく、さらに通常運動が常に (十分に) 顕著であるとは限りません。地震動に関する章ですでに示したように、通常運動が存在しない場合もあります。しかし、この種の困難は、破壊を伴わない地震によく見られると考えられます。マレットは、地震の破壊的な影響は、ほぼすべて通常運動によるものだと考えています。これが真実であれば、破壊的な地震の場合、この問題の困難の多くは解消されます。通常の振動が顕著でない場合、つまり横振動、通常の振動と横振動の干渉による振動、あるいは擾乱が通過した地形的または地質学的性質に起因する振動の方向のみが存在する場合、地盤の動揺方向の観測によって地震の発生源を特定することは、事実上解決不可能な問題であるように思われる。したがって、ここでは、主に運動の方向が支配的な地震の発生源、すなわちその方向を通常の方向と見なす地震の発生源の特定についてのみ考察する。そこで、我々が直面する問題は、これらの通常の運動の方向を特定することである。まず第一に、我々の感覚の証拠を用いることができる。例外的な場合には、これらの結果は真実に非常に近い結果をもたらすが、大多数の場合、そのような結果は、町の住民が信頼するような信頼できるものではない。194 同じ衝撃波が、方位のあらゆる方位に対応する方向を示すかどうかは、観測者の状況、そしておそらくは気質に大きく左右される。観測者が一人で部屋に座り、地震を観察し、地震を感じることに慣れている場合、自分が動かされている方向に注意を集中していれば、その観察は価値あるものとなるかもしれない。しかし、もし観測者がそのような状況になく、注意が集中していない場合、その動きの性質が極めて明確でない限り、観測者の意見は通常、ほとんど価値がない。

建物の破壊から方向を判定する。地震によって部分的に破壊された町を初めて目にしたとき、一見すると混乱状態であり、そのような混沌とした状況の中に法則を見出せるとは考えにくい。しかし、この破壊を全体的に捉え、類似の建物を比較してみると、類似の構造物や類似の立地にある建物が同様の被害を受けていることがわかる。破壊を注意深く分析することで、破壊力が作用した方向を推測することができる。マレットは主に建物の亀裂や、物体が倒れたり投げ出されたりした方向を観察することによって、ナポリ地震の原因を突き止めた。第7章の観察結果から、破壊的な地震では、地震の進行方向と直交する壁が最も転倒しやすいのに対し、小規模な地震では、これらの壁は最も破壊されにくいことがわかる。

地震観測者は、町の建物に生じた被害の一般的な性質を批判的に検討した結果、地震の方向は大まかに特定できることが多いことを明らかにした。195 角柱状の墓石や円筒形の柱のような規則的な形状をした物体をひっくり返すと、その物体の動きがどこから来たのかを判断できる手段が得られることがあります。

物体の回転。—ほとんどすべての大地震により、墓石、オベリスク、煙突などの物体が回転することがよく観察されています。

最も自然かつ最も単純な説明の一つは、地震の際に地盤がねじれ、あるいは前後にねじれるような動きをしたと仮定することです。イタリアとメキシコでは、このような効果をもたらす地震を「渦巻き地震」と呼びます。カラブリア地震では、オベリスクのような物体が土台からねじれただけでなく、まっすぐな並木が途切れ途切れにジグザグに折れ曲がったように見えました。これらの現象は、直達波と反射波の干渉という仮定に基づいて説明されてきました。その結果、近接した地点が反対方向に移動する可能性があるのです。このような反射は、弾性の異なる地層の接合部付近で発生する可能性が高く、大きなねじれが観測されるのは多くの場合、そのような場所付近であることに留意すべきです。

ねじれが生じた可能性がある別の方法としては、地震の衝撃に常に存在すると思われる法線波と横波の干渉、または法線波自体の部分が出会うことによるものと考えられます。この場合、一方は発生源から直線的に進み、もう一方は変化する物質を通過して方向を変えます。

しかし、マレットは、多くの場合、地球の実際のねじれ運動を想定せずに回転が起こった可能性があることを示しました。196単純な前後運動だけで十分です。ある石の塊を別の石の塊の上に置き、その2つを直線上で前後に揺らした場合、上の石の重心を通る垂線が、石の間の摩擦が最も大きい点と一致しないなら、回転が必ず発生します。重心を通る垂線が摩擦中心の片側にあれば、回転方向は一方向になりますが、反対側にあれば、回転方向は反対方向になります。

上記の説明は単純であり、また多くの場合おそらく真実であるが、観察されたすべての現象を説明するには十分であるとは到底思えない。

例えば、もし1880年の地震の際に横浜墓地の石がマレットが示唆した原因によってねじれていたとしたら、いくつかの石は一方に回転し、他の石は別の方向にねじれていたことはほぼ確実だったはずだ。回転した石を注意深く調べたところ、すべての石――平行線をなしていた石――が同じ方向、つまり時計の針とは反対方向に回転していたことがわかった。

大きさも形も異なるこれらすべての石の最大摩擦の中心が、それらの重心の同じ側にあるというのは非常にありそうにないため、このような効果は、一方の衝撃の方向がもう一方の衝撃に対して直角である 2 つの連続した衝撃の共同作用によってのみ説明できます。

横浜で観測された効果を生み出すには 2 回の横方向の衝撃で十分であることを十分認識した上で、私はこの現象の本当の説明と思われるものを提示します。これは同僚のグレイ氏が最初に提案したもので、私が知っているどの説明よりも単純なものと思われます。

197

図30.
柱状の物体、たとえば基底断面がabcdで表されるプリズム (図 30 を参照) がbcに直角の衝撃を受けると、物体の慣性により、端bcで転倒する傾向があります。衝撃がdcに直角であれば、端 dc で転倒する傾向があります。衝撃が対角線caの方向であれば、点cで転倒する傾向があります。ただし、衝撃がegのような方向 ( g は物体の重心) であると仮定します。簡単にするために、転倒の影響は g を通じて反対方向、つまり ge の方向に与えられる衝撃であると想像できます。この力により、物体はcに重くのしかかるか、またはc を中心に傾く傾向があります。同時に、回転方向は時計の針の方向になります。しかし、もし衝撃の方向がe′ gであったならば、回転はc の周りを回ったままになりますが、方向は 時計の針の方向とは反対になります。

これらの記述を別の形で表現すると、ge′ が二つの成分に分解され、一つはgc方向、もう一つは直角方向のgf方向であると想像してください。ここで、 gc方向の成分は物体をc 方向に傾ける傾向があり、 gf方向のもう一つの成分は回転を引き起こす傾向があります。同様に、 ge も二つの成分gcと gf′に分解され、後者は回転を引き起こす傾向があります。

このことから、物体が長方形の断面を持つ場合、その側面または対角線に平行な衝撃を受ける限り、198任意の回転でも可能です。これらの方向を通る線で 断面abcdを8つに分割すると、影付きの八分円のいずれかを通過する衝撃は、物体に正の 回転、つまり時計の針の動きの方向に対応する回転を引き起こすことがわかります。一方、残りの八分円のいずれかを通過する衝撃は、負の回転、つまり時計の針の動きと反対の回転を引き起こします。したがって、任意の石が回転した方向から、衝撃が生じたであろう2組の限界値を与えることができます。

さらに、ここで論じているような石は、回転の傾向によって衝撃に対して横向きになることが観察されます。したがって、長方形の断面を持つ石が十分に回転すると、衝撃の方向はその面の 1 つに平行になりますが、十分に回転していない場合は、新しい位置にある石の面は、元の位置にあったときの面とより平行になります。

石が対角線にほぼ平行な衝撃を受けた場合、その不安定性により、底面の摩擦や表面の凹凸の影響が最も大きい場合、石は正回転または負回転する可能性があります。同様に、石が片方の面に平行な衝撃を受けた場合、ねじれは正回転または負回転のどちらかとなりますが、回転はわずかである可能性が高いです。一方、前者の場合、衝撃が対角線にほぼ平行であった場合、回転はおそらく大きくなります。

機器による方向の決定。地震について言えば、多くの観測の結果として、数秒間の同じ地震は、時には1つの方向しか動かないこともあるが、多くの場合は複数の方向の動きを持つことがわかった。 199運動の方向。したがって、最も恒常的な運動を通常の運動と仮定すれば、記録は特定のケースでは明確かつ貴重な結果をもたらす。しかし、他のケースでは、ある観測点で記録されたデータと別の観測点で記録されたデータを比較し、注意深く分析する必要がある。

火薬やダイナマイトの炸薬によって発生する人工地震、そして特定の地震に関して指摘されている注目すべき事実の一つは、地面の最大の揺れが内向き、つまり震源地に向かうことである。もしこれが事実であれば、地震の方向だけでなく、地震がどの側から来たのかを特定する手段も得られる。

時間観測による地震発生源の特定— 複数の観測所で地震が感じられた時刻は、地震発生源を特定するために得られる最も重要な観測事項の一つです。時間観測の方法と克服すべき困難については既に述べました。地震の発生方向を特定したり、時間観測によって地震の発生源を特定したりする場合、通常、地震の伝播速度は発生源から一定であると仮定されます。この仮定には、次のような誤りが伴うと考えられます。

1. 人工地震の観測から、震源に近い観測点間の伝播速度は、震源から遠い観測点間の伝播速度よりも大きいことが分かっています。また、伝播速度は擾乱を引き起こした初期の力によっても変化します。観測点が震源からの距離に比べて十分に近ければ、 200擾乱の原因が何であれ、この記述の誤差は小さく、全体的な結果に重大な違いをもたらさない可能性が高い。
2. 地震の伝播速度は、地震が伝播する岩石の性質に依存すると考える根拠がある。しかしながら、観測点が十分に広い範囲に配置され、地震波の速度を変化させる要因の分布が互いに釣り合えば、このような要因から生じる誤差は実質的に排除される。なお、このような要因は、地震波の方向を変化させる可能性もあることに留意する必要がある。

速度観測によって震源地を特定する際に、結果に時折入り込む可能性のある他の誤差として、擾乱が震源地から地表に沿って伝播したという仮定が挙げられます。震源地から直線的に伝播したという仮定は、震源地から直線的に伝播したという仮定とは無関係です。また、震源地は点であると仮定されていますが、実際には空洞や亀裂である可能性もあります。最後に、極めて高い精度を求める場合、地球の球形性と観測点の標高差を適切に考慮する必要があります。

I.直線法。a 0 、a 1、b 0、b 1、 c 0、c 1 、…などの点のペアが与えられ 、それぞれの点で同時に衝撃が感じられた場合、その原点を決定します。

理論的には、 a 0 とa 1を結ぶ線をa 0、 a 1に直角な線で二等分し、同様にb 0、 b 1、c 0、c 1の線も二等分すると、これらの二等分線a 0、a 1、b 0、b 1、c 0、c 1、 … はすべて 1 点で交差するはずで、その点が震源地または原点より上の点になります。

まず、 a 0、a 1、 b 0、b 0、c 0、c 1が連続した直線を形成する場合、または一連の平行線を形成する場合、この方法は失敗します。

201

ホプキンスは、ここで用いられている原理と類似した原理に基づく方法を提示している。すなわち、衝撃波が3点に同時に到達することを仮定し、その中心を決定する方法である。この場合、到達時刻が同時である3点の相対位置を正確に知る必要があり、また、これらの3点が直線上にあってはならず、そうでなければこの方法は機能しない。実用化のためには、この問題はほぼ同一直線上にない3点の場合に限定する必要がある。

II.円法。衝撃波が複数の場所a 0、 a 1、a 2 、などに到達した時刻t 0、t 1、t 2、などを与えて、衝撃波の発生位置を決定します。

衝撃が最初に到達した場所を 0 とし、その後、順に1 、 2 、 3などに到達したとします。

t 1 – t 0 = a
t 2 – t 0 = b
t 3 – t 0 = c 等とします 。

a 1、a 2、a 3などを中心として、既知の値a、 b、c、などに比例する半径を持つ円を描きます。また、a 0を通り これらの円に接する円も描きます。最後の円の中心が 震源となります。 a、b、c 、などに比例する半径は、 ax、bx、cx、などの量で表すことができます。ここで、 xは衝撃波の伝播速度です。

衝撃波が3か所に到達した時刻だけで十分かもしれないことに気づくだろう。もし衝撃波の到達時刻ではなく、波の到達時刻をとれば、結果はより真実に近いものとなるだろう。

この方法は直接的なものではなく、試行錯誤的なものであることがわかるだろう。しかし、もし架空のケースが 202をとり、与えられた 3 つの観測点a 0、 a 1、a 2を紙の上にプロットすると、aとbに比例する 2 つの数を決定することは難しいことではないことがわかります。これらの数から、 a 0 を通る 3 番目の円が接する 2 つの円を描くことができます。この問題は、1877 年 5 月 9 日の地震の際に南米沿岸のいくつかの場所に海の波が到達したケースで実際に適用されました。これは次のように示されます。選択された場所は、ワニージョス、トコピジャ、コビハ、イキケ、メヒヨネスです。

次の表の最初の列には、海の波がイキケ時間で各場所に到達した時刻が示されています。2 番目の列には、これらの時刻と海の波がワニージョスに到達した時刻の差が示されています。3 番目の列には、毎秒 350 フィートの速度で伝播する海の波が、2 番目の列で示された間隔中に移動する距離が示されています。

海の波の到来 ワニリョス
到着後の時間

350フィート
/秒での距離

h.
メートル。
分
マイル
ワニージョス
8
30
0
0
トコピラ
8
32
2
8
コビハ
8
38
8
32
イキケ
8
40
10
40
メヒヨネス
8
46
16
64
3 列目にマークされた距離は、それぞれが参照する場所の周囲に描かれた円の半径として使用されます。

最初の列の円に接し、同時にワニージョスを通過するように描かれた円の中心は c でマークされます。

203

したがって、地震が発生した位置は、西経 7 度 15 分、南緯 21 度 22 分に位置する地点のすぐ近くであったと思われます。

図31.
添付の地図を作成するにあたり、実際に行われた作業は以下の通りであった。まず、対象とする場所を正射投影法で地図上に表し、投影の中心を204 地図の中心に近い場所に。これは、この部分が投影の中心ではない通常の海図から得られる測定値よりも、地図上で行われた測定値の方が正確になるようにするためでした。次に、海の波が移動した速度に等しい数値が取られました。最初に取られた速度は約秒速400フィートでした。これは、理論的には、海図に示されている深さと同じ深さの海を波が移動したであろう速度とほぼ同じです。また、海岸沿いの地点で記録された様々な到達時刻から見ても、波はこの速度で移動したと思われます。次に、トコピラ、コビハ、イキケ、メヒヨネスの周りに、半径が2、8、10、15で、それぞれ(60×400)倍の円が描かれました。試行錯誤の結果、4つの円に接し、かつワニージョスを通過する単一の円を描くことは不可能であることがわかりました。実際には、これらの4つの円は大きすぎました。次に、地図に示されている 4 つの新しい小さい円が描かれました。それぞれの半径は、2、8、10、16 のそれぞれに (60 × 350) を掛けた値に等しく、中心がcである円を描くことができ、この円は 4 つの円に実質的に接し、同時にワニージョスを通過することがわかりました。

III.双曲線法。私が双曲線法と呼ぶ方法は、円法の別の形に過ぎません。しかし、例えば地震の到達時刻が2つの観測所でしか得られない場合など、特殊な場合には有用です。東京と横浜の間では、私が頻繁にかなり正確な時刻記録を入手しており、この方法は何度か効果的に適用されてきました。前述の例で、私たちが持っている時刻記録がワニージョスとメヒヨネスのみで、地震波が観測されたのは205 後者の場所では、前者で経験されてから 16 分後、つまり 960 秒後に経験されます。これらの場所をそれぞれhおよび mと呼び、 mの周りに、波が伝播した速度に 960 を掛けた値に等しい円を描きます。すると、この擾乱の起源は、hを通りmの周りに描かれた円に接する円の中心であることが明らかになります。 hmを結び、 mの周りの円を yで切り取ります。yh をvで二等分します。vが擾乱の起源の 1 つであることは明らかです。次に、mからhの方向に任意の線 mzpを描き、 zhを結び、線opnでzh を直角に二等分します。ph = pzであるため、 p が2 番目に可能性のある起源であることは明らかです。このようにして、曲線rvt上のvの右側と左側にある一連の点を見つけることができるため、起源は曲線rvt上のどこかにあると言えます。速度を増減させることで曲線rvtの位置が変化し、原点となる直線の代わりに帯状の曲線が得られます。想定速度が増加すると、m の周りの円は大きくなり、 h を通過すると限界に達します。h を通過すると、想定速度が減少するにつれて、曲線rvtの2つの腕が互いに接近し、直線myhの延長を形成します。mの周りの円は小さくなり、点mと一致します。その瞬間、曲線rvtは開き、 mh を直角に二等分する直線を形成します 。曲線rvtは、頂点v、焦点hおよびmを持つ双曲線です。pm – phは一定量です。衝撃波または波動がイキケなどの3番目の観測点に到達した時刻がわかれば、2番目の双曲線r′ v′ t′ イキケとワニージョスを焦点とする双曲線が描かれ、これら 2 つの双曲線と、イキケとメヒヨネスを焦点とする 3 番目の双曲線との交差が波の起源となると考えられます。 206相互交差の実現は仮定された速度に依存し、結果の精度は円法と同様に、試行回数に依存する。ここで述べた方法は、双曲線ではなく双曲面を記述することでさらに発展させることができる。双曲面の相互交差は、地球波の場合、原点または震源の上方の点ではなく、実際の原点または震源を与える。

IV.座標法。地図または図表上に位置を記した5か所以上の地点に衝撃が到達した時刻が分かれば、地図上の衝撃の中心の位置、深さ、伝播速度を決定する。

衝撃が最後に到達した場所から始めて、これらの場所をp、p 1、p 2、p 3、p 4と呼び、原点からこれらの場所に到達するのにかかった時間をそれぞれt、 t 1、t 2、t 3、t 4とします。

pを通して直交座標を描き、スケールを用いてp 1、p 2、p 3、p 4の座標を測り、それぞれa 1、b 1、a 2、b 2、a 3、b 3、 a 4、b 4とする。ここで、x、y、z を衝撃波の原点の座標、d、d 1、d 2、d 3、d 4をそれぞれp、p 1、p 2、p 3、p 4 の原点からの距離、 v を衝撃波の速度とすると、次式が得られる。

x 2 + y 2 + z 2 = d 2 = v 2 t 2
( a 1 – x ) 2 + ( b 1 – y ) 2 + z 2 = v 2 t 1 2
( a 2 – x ) 2 + ( b 2 – y ) 2 + z 2 = v 2 t 2 2
( a 3 – x ) 2 + ( b 3 – y ) 2 + z 2 = v 2 t 3 2
( a 4 – x ) 2 + ( b 4 – y ) 2 + z 2 = v 2 t 4 2
波がp、p 1、p 2、p 3、p 4の各地点に到達した実際の時刻がわかっているので、 t — t 1、t — t 2、t — t 3、t — t 4の値がわかります 。これらをそれぞれm、p、q、rと呼びます。t がわかっているとすると、

207

t 1 = t – m
t 2 = t – p
t 3 = t – q
t 4 = t – r。
式2、3、4、5から式1を引くと、次の式が得られます。

a 1 2 + b 1 2 – 2 a 1 x – 2 b 1 y = v 2 ( t 1 2 – t 2 ) = v 2 ( m 2 – 2 t m )
a 2 2 + b 2 2 – 2 a 2 x – 2 b 2 y = v 2 ( t 2 2 – t 2 ) = v 2 ( p 2 – 2 t p )
a 3 2 + b 3 2 – 2 a 3 x – 2 b 3 y = v 2 ( t 3 2 – t 2 ) = v 2 ( q 2 – 2 t q )
a 4 2 + b 4 2 – 2 a 4 x – 2 b 4 y = v 2 ( t 4 2 – t 2 ) = v 2 ( r 2 – 2 t r )
ここで、v 2 = u、 2 v 2 t = wとします。

それから

2 a 1 x + 2 b 1 y + u m 2 – n m = a 1 2 + b 1 2
2 a 2 x + 2 b 2 y + u p 2 – n p = a 2 2 + b 2 2
2 a 3 x + 2 b 3 y + u q 2 – n q = a 3 2 + b 3 2
2 a 4 x + 2 b 4 y + u r 2 – n r = a 4 2 + b 4 2
ここには、 4 つの未知数x、y、u、wを含む 4 つの簡単な方程式があります。

xとy は衝撃波の起点を決定します。絶対速度 v は√ uに等しいです。vとwからtが得られます。 最初の式にx、y、v、tを代入するとzが得られます。

ここでは、観測点はすべてほぼ同じ海抜にあると仮定しています。

これらの標高を考慮する必要があると思われる場合は、6 番目の方程式を導入することができます。

波の伝播を水平伝播とみなす場合、例えば海面波の到達時刻を用いて震源地または原点の位置を計算する場合のように、最初の5つの方程式の縦座標zは省略されます。このように計算すると、結果として得られる4つの方程式、すなわちzは、

2 a 1 x + 2 b 1 y + u m 2 – w m 2 = a 1 2 + b 1 2
など。など。など。
変化なし。

この方法を同じ例に適用すると 208前の 2 つの方法の例として、メヒヨネス、イキケ、コビハ、トコピリャ、ワニージョスの座標 (地理マイルで測定) と、波が各地点に到達したイキケの時刻を次の表に示します。ox と oyはメヒヨネスを通って引かれています。

 座標  到着時間
 牛   おや  

h.
メートル。

メヒヨネス
a または0
b または0
8
46
午後
イキケ
1または150
b 1または96
8
40
「
コビハ
2または36
b 2または14
8
38
「
トコピラ
3または66
b 3または31
8
32
「
ワニージョス
4または102
b 4または58
8
30
「
このデータから、この原点の座標xとy はそれぞれ 85.8 と 56.7 であることがわかります。また、伝播速度は毎秒 45 フィートです。

地図上でこれらの座標を測定すると、中心は西経 71° 5′、南緯 21° 22′ のすぐ近くにあることがわかります。これは、すでに他の方法で求められている位置に非常に近いです。

ワニージョスの代わりにパバロン・デ・ピカの座標と波の到達時刻を代入すれば、より沖合に別の起点が得られる。最良の結果を得るには、まず時刻観測に何らかの誤りがあると思われる地点を除外し、残りの地点で可能な限り多くの式を立て、それらから平均値を求めるという方法を取るべきだろう。これは長くて退屈な作業であり、この特定の地震の時刻観測はおそらくどれも多かれ少なかれ不正確であるため、これ以上調査を続ける価値はほとんどない。

この例では、前の例と同様に、 209これまで扱われてきたのは地殻振動ではなく海波であることが指摘されている。しかし、地殻振動も同様の方法で扱えることは明らかである。

これらの決定において、擾乱は中心から放射状に広がり、したがって各観測点に異なる方向から接近すると仮定されていることにも留意されたい。発生源からの距離に比べて3つの観測点が互いに非常に近いと仮定し、各観測点における波面が平行であると仮定すれば、波の進行方向の決定ははるかに簡素化されると思われる。波が3つの観測点を通過した方向の決定は、ホートン教授によって初めて示された。

ホートン法。3か所での地震の震源時刻が与えられれば、水平速度と地震線が決定されます。

この解は次の式に含まれる。

tan ϕ =
a ( t 2 – t 1 ) sin β
c ( t 3 – t 2 ) + a ( t 2 – t 1 ) cos β
。
a、b、c は、時刻t 1、t 2、t 3に衝撃が観測された 3 つの観測点です。 a、b、cは、 a、b、c間の距離であり、ϕは、地震時の線x a x、y b yと線abがなす角度であり、これらの線は平行であると仮定されます。

これをイキケ地震の事例に適用したが、3つの観測点a、 b、c間の角度が小さかったため、結果は満足のいくものではなかった。この問題は、第一に中心から遠く離れた地点、第二にほぼ直線上にない地点に限定すべきである。この問題は幾何学的手法を用いる方が容易に解けるかもしれない。210 3つの観測点a、b、 cを地図上にプロットし、観測時刻の差が最も大きかった2つの観測点を結びます。例えば、これらをaとcとします。直線acを点 dで分割し、aとbで感じられた衝撃の間隔ad : dcが、 bとcで感じられた衝撃の間隔 ad : dc となるようにします。直線bd は、波の進行方向と平行になります。

二つの擾乱の到達時刻の差。—速度が既知であるか一定であるという仮定に基づいて発生源を特定するためにこれまで行われた様々な計算では、地中または水中の擾乱である可能性のある単一の波のみを扱ってきました。本研究ではまだ考慮されていない要素として、二つの擾乱の到達時刻の差があります。一つは例えば地中を伝播し、もう一つは例えば海中を伝播します。このような二つの波の到達時刻の差は、非常に頻繁に記録される量であるため、見過ごさない方がよいでしょう。前述の波に加えて、破壊的な地震に頻繁に伴う音波も挙げられます。また、北日本の亀石など、一部の地域では、震度が小さい地震にも一般的に伴います。アベラ氏は、1881年にフィリピンのネウバ・ヴィスコヤ州を襲った擾乱の原因について、異なる地域における揺れと音の時間差を観察することで明確な結論を導き出すことができました。時間差が短い場所、あるいは二つの現象がほぼ同時に発生した場所は、おそらく、時間差が比較的大きい場所よりも発生源に近いと考えられます。私自身もこの方法を用いてかなりの成功を収めました。 2111877 年のイキケ地震の原因を探っていたとき。その特定の事例で立てられた仮定は、第一に、地球を通過する擾乱の速度が既知であること、第二に、海の波が伝播する速度も既知であることでした。

上記と同様の方法は、ホプキンスによって初めて提案されました。これは、法線波と横波の伝播速度の差を利用したものでした。[86]

ゼーバッハ法。地震の真の速度、最初の震動の時刻、震源の深さを決定します。

図32.
直線m、m 1、m 2、m 3は地震によって揺れる地球の表面を表します。小さな地震の場合、地球の表面を平面とみなしても大きな誤差は生じません。

地震がcで発生した場合、 mの地表に到達するには、 時間tで距離hを移動します。m 1の地表に到達するには、時間t 2で距離h + x 1を移動します。vが伝播速度に等しい場合、

するとt =
h
v
、 t 1 =
h + x 1
v
、
t 2 =
h + x 2
v
、など。
ゼーバッハは、もしmの位置 、つまり震源地を与え、そこにm m 3やm t 3のような直角軸を描き、 212地震動の観測点Mからの距離をm m 3にマイル単位で記入し、 m、m 1、m 2などが地震動した時刻の差を m t 3に分単位で等分に記入すると、 m 1 t 1、m 2 t 2などが双曲線上の点の座標となる。この双曲線がどの程度の精度で描かれているかは、観測時刻の正確さと震源の位置を測る指標となる。双曲線の頂点が震源地である。

漸近線と縦軸の交点は最初の衝撃の時点であり、時間と空間のスケールが等しいと仮定すると、 中心の絶対位置が与えられます。この交点は点線で示されています。中心の位置が分かれば、図から、与えられた時間内に擾乱がどれだけ伝播したかを直接読み取ることができます。

213
第11章
地震の中心の深さ。
地震の中心の深さ – 地震の最大可能深さ – 震源空洞の形状。
震源の深さ— 地震発生の深さを初めて計算したのは、1857年のナポリ地震の際、マレットが行った計算である。この計算は、地震波が発生源から直線的に放射され、したがって震源からの距離に応じて出現角度が変化するという仮定に基づいていた。これらの出現角度は主に、特定の建物に生じる亀裂の傾斜から計算された。亀裂は、通常の地震動の方向に対して直角であると仮定されていた。地震の震源と震源円を決定し、この円における出現角度が45°または54°44′9″であると仮定すれば（54ページ参照）、幾何学的な作図によって震源の深さを決定することは明らかに容易である。ヘーファーはベッルーノ地震の調査の際にこの方法を採用した。

他に採用されている計算方法は、たとえばゼーバッハ法、座標法、双曲面法または球面法など、時間の観測に基づいています (200 ～ 212 ページを参照)。

26に平行な線の数によって 214マレットは、地震波の鉛直方向に向かって引かれた出現角のうち、23個が7⅛地理マイルの深さで交差することを発見した。最大深度は8⅛地理マイル、最小深度は2 3/4地理マイルであった。

平均深度は 5¾ 地理マイルの深さで測定され、12,000 フィートの範囲内で 18 の波の経路が地震の垂直方向と交差しました。

これらの波の経路が最も厚くなり始める地点は、3 地理マイル以下の深さにあり、これが焦点空洞自体の垂直深さであると考えられます。

1880 年の横浜地震の場合、地震計の表示やその他の手段から特定の発生角度が得られ、地震の発生深さは 1.5 マイルから 5 マイルの間である可能性があるという結論に至りました。

おそらく、地震は、これらの深さの間にある垂直寸法の亀裂から発生した可能性があります。

この説明の計算における誤差の原因は、垂直方向の動きが横方向の動きの要素であったか、あるいは表面波の傾斜によるものである可能性があることです。

特定の地震が発生した深さを示す以下の表は、複数の観測者の著作からまとめたものです。

 フィート
     最小  平均  最大

ラインラント 1846年（シュミット）

127,309

シリエン 1858年（シュミット）

86,173

中部ドイツ 1872年（ゼーバッハ）
47,225
58,912
70,841
ヘルツォーゲンラート 1873年（ラソール）
16,553
36,516
56,477
ナポリタン 1857年（マレット）
16,705
34,930
49,359
横浜 1880年（ミルン）
7,920
17,260
26,400
215

これと似た表がラソールによって作成されている。[87]

最後の 2 つの擾乱の決定を除いて、これらの計算は、とりわけ正確な時間の決定、中心からの波の直接伝達、および一定の伝播速度などの仮定に依存するゼーバッハ法を利用して行われました。

我々の時間観察は実質的に正確であると認めるとしても、他の仮定がしばしば非常に大きな誤差を生じ、その結果にほとんど価値がない可能性があるように思われる。

地球の擾乱が伝播する速度に関して述べてきたことから、これらの速度は大きな限界の間で変化する可能性があり、発生源に最も近いところで最大になると思われます。

ゼーバッハの方法に従えば、このような条件では、震源から遠ざかるにつれて、各地点間の時間差が双曲線を描くために必要な時間差よりも大きくなる傾向があることがわかる。結果として得られる曲線は双曲線よりも急な枝を持つようになり、この曲線の漸近線と地震の鉛直線との交点から得られる深さは、起源がはるかに大きい可能性を示唆する。

マレットの方法とゼーバッハの方法に共通するもう一つの注目すべき点は、震源から直接放射されるのか、それとも震源からほぼ垂直に地表に伝播し、その後水平に伝播するのかという問題である。自然地震であれ人工地震であれ、地震は地表のうねりとして伝播することが知られており、後者の鉛直方向の動きは、 216よく作られた機器の記録によって証明されているように、擾乱が発生した深さとは実際的な関係がありません。

このような場合、建物の亀裂の方向や、通常は通常の放射によるものとされるその他の現象は、実際には擾乱を受けた物体が載っていた表面の傾斜の変化に起因する可能性があります。観測点が擾乱の震源地からそれほど離れていない場合（震源の深さに比べて距離が離れている場合）、擾乱が直接放射するという仮定に基づく計算や観測は、かなり正確な結果をもたらす可能性があります。ナポリ地震に関するマレットの計算は、このような条件下で行われたようです。

より小さな地震の場合、また破壊的な地震の震源から離れた場所の場合、破壊された建物の観察から導き出された結果や直接放射の仮定に基づくすべての観察は、慎重に受け入れなければなりません。

このような計算において起こり得るもう一つの誤差は、マレットが長々と論じてきたものです。それは、焦点空洞の形状と位置が波の伝播に及ぼす影響です。

衝撃波が点状または球状の空洞から発生する場合、均質な媒質であれば、等震線を同心円とみなし、震源から等距離で等効果が生じると期待できる。しかし、この空洞が亀裂である場合、均質な媒質であっても、空洞面の傾斜が、その二つの壁から放射される波の形状にかなりの影響を及ぼすことは明らかである。

217

例えば、地震の最初の衝撃が、中心から裂けて開いた亀裂の突発的な形成によるものであり、波が壁面に対して垂直なすべての点で壁から離れると仮定する。すると、マレットが指摘するように、擾乱は楕円波として広がり、その最大軸は亀裂面に垂直になることが明らかである。

様々な方向に伸びる亀裂の例をいくつか取り上げ、それらの空洞に蒸気が突然流入した場合のような弾性圧力によって生じる楕円波を描くことで、これらの波が地表に到達した際に同時に生じる効果の違いを容易に理解することができます。このテーマに関する以下の調査例は、取り上げられる可能性のある他の多くの事例の一般的な性質を示す例として役立ちます。

図33.
亀裂f fのすべての点から同時に擾乱が発生するとしよう。この擾乱は楕円殻状に広がり、地球の表面e eへと向かう。これらの楕円殻の長軸が、最も大きな影響の方向となる。方向c dでは波は地中に沈み込み、亀裂の右側の地域は、ストークスが音に関連する類似の現象について述べた表現を用いると、地震の影となる。同じ表現は、218 建物に生じる影響について話すときには、多少異なる意味で用いられます。

sやpのように、地震の鉛直方向から等距離にある場所では、地震の強さと到達時刻が異なることは明らかです。また、等震線は楕円形または歪んだ楕円形となり、その大きい端または丸い端が亀裂の左側にあることも観察されます。

マレットがナポリ地震の記述の中で論じているように、亀裂が弾性の異なる物質の境界を形成するケースも存在します。硬く弾性の高い物質では、弾性の低い媒体よりも波動がより密集し、波動粒子の速度はより速く、伝播もより速くなります。

その結果、地震の垂直方向からの等価効果の距離は、より圧縮性の高い物質の方向で最大になります。

地震の深さ、さらには震源の位置や形を調べるときに、こうした考慮事項を念頭に置いておかないと、重大な誤りが生じる可能性があります。

地震発生の最大深度。—マレットが行った興味深いが示唆に富む計算は、地震が発生する可能性のある最大の深度を決定するというものでした。この計算は、地震の衝撃的な影響は近隣の火山の高さと密接な関係があるという考えに基づいています。火山丘に支えられた溶岩柱は、隣接する地殻を破壊する傾向のある内部圧力の尺度となります。

ミッチェルは1700年に、地震の伝播速度がそのような柱の高さに関係していると示唆し、事実上この考えを提唱した。[88]

219

マレットは実際の観測結果を挙げ、この仮説にはかなりの真実が含まれている可能性を示した。ナポリ地方の圧力基準はベスビオ山であり、その標高は概算で3,500フィートから4,000フィートの範囲で変動している。この地域で最も破壊的な地震の一つ、すなわち1857年の地震は、初速度約15フィート/秒で物体を噴出した。初速度80フィート/秒で物体を噴出したリオバンバ地震は、その衝撃的な活動に関する限り、記録に残る最も激しい地震であったと思われる。この地震は、標高16,000フィートから21,000フィートの火山が点在するアンデス山脈で発生した。

これら2つの地震を比較すると、リオバンバ地震の破壊力はナポリ地震の5.33倍であり、リオバンバの火山の高さはベスビオ火山の約5.33倍であったことがわかります。これらの数値の一致は実に興味深く、火山が地域の気圧計のような圧力計であるという考えを裏付けるものとなっています。

議論をさらに進めると、マレットは、地震の発生深度が同じであれば、擾乱面積 は、地層や地表形状が類似している場合、地震の強さの尺度となり、また波の速度の関数となると述べている。このことから、一般的に次のように推論できる。「リスボン地震のように、非常に広い擾乱面積を持つ地震は、震源も非常に深く、地球上で最も深い震源深度は、このナポリ地震で確認された深さに、リオバンバ波の速度とその波の速度の比を乗じた値よりも深くはないだろう。」 220あるいは、同じことですが、アンデスの火山の標高とベスビオ火山の標高の比率によって決まります。」

さて、ナポリ地震の震源の深さは 34,930 フィートと考えられるため、地球上で発生するあらゆる地震波の発生源の深さは、最大で 5.333 × 4,930 フィート、つまり 30.64 地理マイルに限られます。

この議論は独創的ですが、一定の条件なしにそれを認めることはほとんどできません。

まず、火山と地震の根本原因が何であるかを認める必要があります。地震の根本原因が何であるかについては、まだ言及していませんが、スコットランド、スカンジナビア、シベリアの一部などの国で発生する地震などの特定の地震の場合、これらの現象の直接的なつながりは、一見するとあまり明らかではありません。

第二に、たとえこれらの現象の起源が同一であると認めたとしても、地殻の特定の部分に作用する流体圧力は、多くの場合、火山の喉部にある溶岩柱の高さが示す圧力よりもはるかに大きい可能性があることは容易に想像できる。溶岩柱の真の高さは知ることができない。さらに、場合によっては、溶岩柱は円錐のすぐ近くの地殻にかかる圧力の尺度にしか見えないこともある。

例えば、サンドイッチ諸島では、マウナ・ロア火山の喉部に溶岩が立っており、その高さは、わずか20マイル離れたキラウエア火口よりも1万フィートも高い。これらの溶岩柱が、それらが繋がっている地下の液体層から発生し、同じ圧力の測定値であるというのは、十分に証明するのが難しい仮説である。

地下の衝動的な努力のもう一つの尺度 221地殻に作用する地殻力の限界は、火山が物質を噴出する高さにあることは明らかです。コトパクシ山は200トンの石塊を9マイル（約14.6キロメートル）も噴出したと言われています。W・ハミルトン卿は、1779年にベスビオ山が高さ1万フィート（約3,000メートル）の灰柱を噴き上げたと述べています。また、ジャッドは、同じ山が1872年に蒸気と岩片を高さ2万フィート（約6,000メートル）まで噴き上げたと述べています。これは、初速度が毎秒1,131フィート（約330メートル）であったことを示しています。

マレットは地震発生の限界深度を30マイルと計算したが、1872年3月のオーウェンズバレー地震の発生源は少なくとも50マイルと推定された。[89]

震源空洞の形状。地球内部の物理学を研究する人々が直面する様々な問題の中で、一見すると、地震の発生源となる空洞の形状（もしそれが空洞だとしたら）を特定することほど難しいものはないと思われる。地震学の研究者のほとんどは、地震の発生源が点ではないことを認識しており、その一般的な性質について示唆を与えてきた。地震は亀裂から発生するというのが一般的な仮説であり、もし震源が明らかになれば、崖面に露出しているのをよく見かけるような断層のような外観になるだろう。

日本で感じられる揺れの一部が、このような亀裂の発生によるものであることを示す有力な論拠は、記録された振動が、観測点と、時間観測によって地震の発生源と判明している地域とを結ぶ線に対して横向きであるという事実である。この現象の最も可能性の高い説明は、 222一つの岩石の塊が別の岩石の塊の上を滑り、剪断歪みが生じ、歪みの波が生じたと考えられます。

このような亀裂の位置と大きさを突き止める問題に取り組んだ最初の地震学者は、1857年のナポリ地震を研究していたマレットでした。そもそも、地震の起源が他の形の空洞ではなく亀裂である理由は、そのような仮定が演繹的に最も確からしいと思われたことと、さらに、他の仮定から得られるものよりも、観察されたさまざまな現象をより適切に説明できたためです。

マレットが想定される亀裂の形状と位置を特定するために使用した方法は以下の通りであり、その後、他の研究者もほぼこの方法に従うことになった。

擾乱を受けた地域の地表で生じた様々な現象の観察から、等震線図が作成された。これらの等震線は、多くの地震の場合と同様に、震源地を囲む円状に分布するのではなく、歪んだ楕円形または楕円形として分布し、その長軸はほぼ一致していた。さらに、震源地はこれらの楕円形の中心ではなく、それらが収束する狭い端の近くに位置していた。

これは、傾斜した亀裂から波が伝播する方法に関する推論が正しいとすれば、亀裂が曲線の長軸に対して直角であり、狭い端から下に向かって、より広い端の方向へ傾斜していることをすぐに示しました。

マレットがこの問題に対処するために次に使った武器は、焦点の周りの様々な地点で聞こえた音だった。これらの音は、223 突如として爆発音が鳴り響き、轟音と転がる音を伴うような性質のものであった。これらの音が聞こえた地域の形状は、最初の2つの等震動と酷似していた。中心部の大きな擾乱地域を除いて、この地震に伴う音は聞こえなかった。

音響エリアの北端と南端にいた人々は皆、自分たちが聞いた音を「低く、耳障りで、重く、ため息のような突進音で、持続時間は20秒から60秒」と説明しました。このエリアの中央と東西の境界付近にいた人々は、同じトーンの音だが、より短く、より唐突で、より大きなゴロゴロという音を伴っていたと説明しました。

健全な観察を議論する際に従われた議論の性質については、これらの現象に関連する章で説明されます。

理解しにくい議論の一部は、岩石に亀裂が生じる可能性があると考えられる最大速度に関するもので、その速度はこれらの岩石の密度と弾性およびその他の不変の要因に依存します。

次に、海面に描かれた波の軌跡は、概ね一点で交差しているものの、完全に交差しているわけではなく、約7.5マイルの長さの主焦点を通る線に沿って交差していることが観察された。このことと音の観測結果から、擾乱の中心は水平方向に見ると、主焦点と波の軌跡の様々な交点を通る曲線に沿っているという仮説が立てられた。

この興味深い問題の解決を助けるために提案された最後の現象は、衝撃の前後の震えの動きと、それが音響現象と関係している研究でした。

224

地震が亀裂の形成によって引き起こされた場合、断裂が一定時間続いた後、震源空洞がある程度拡大し、大きな衝撃波が発生します。その後、終局的な震動波が続くと考えられます。マレットが述べているような一連の現象が、この衝撃波に伴って発生しました。

このような観察と、震源空洞の最大深度および平均深度に関するこれまでの考察を併せて、マレットは震源空洞が亀裂であり、その裂け目が地震を引き起こしたという結論に至った。この空洞の垂直方向の寸法は5.3マイルを超えず、おそらく3マイル程度に限られていた。

地表での波の軌跡と観測された隆起点の交点から、この亀裂は水平方向に二重の屈曲曲線を描いており、長さは約9地理マイル（約14.3キロメートル）であった。亀裂の面積は27地理マイル（約32.3キロメートル）であった。アペニン山脈の石灰岩で亀裂が開くのに要した時間は約7.5秒であり、これは地震が感じられた周期と一致するはずである。実際に記録された時間は6秒から8秒であった。

簡単に言えば、これがマレットが行った研究における論理展開であり、その研究結果は興味深く、かつ驚くべきものであった。この研究の方向性が開かれ、新たな問題の存在が示唆されて以来、他の研究者たちは、細部に至るまでマレットの手法を厳密に踏襲しているわけではないものの、同じ目的を達成しようとする際に、同様の手法を用いてきた。

例えば、ゼーバッハは中部ドイツの地震の深さと発生原因を決定する際に、次のように推論しました。

225

もし震源がほぼ球状の空洞であったとしたら、地表で最も激しい擾乱が発生した領域は、既に述べた定理によれば、震源を中心とする半径約8.8マイルの円上またはその付近であったはずだ。しかし、観測によって、この領域は震源の片側約40マイルの長さの湾曲した帯状に沿って位置していることが判明した。

この異常を説明するために、シーバッハはマレットに従い、その起源は球状の空洞ではなく亀裂であると仮定した。

この亀裂の深さと走向は、最大擾乱領域が震源から放射状に伸びる曲線に沿っているという観測結果によって決定された。この状況から、発生源の亀裂はこの最大擾乱領域に向かって傾斜していると考えられる。次に、この領域から 震源に向かって線が引かれた。この線に直角な別の線が亀裂の傾斜角を与えた。

ヘーファーはベッルーノ地震の研究において、この擾乱は2つの断層が60度の角度で交わることで発生したという結論に達した。この結論において、彼は主に、あるホモセイスト（ホモセイスト）の形状に影響を受けていた。ホモセイストとは、片側に細長い楕円形の断層があり、その楕円形の片側にもう一方の楕円形が交わる形状で、2つの楕円形の主軸が2つの断層の走向を決定していた。

226
第12章
地震の空間的および時間的分布。
地震の一般的な分布 – 線に沿った発生 – 分布の例 – 1873 年のイタリア地震 – 東京 – 地震境界の拡張 – 地質学的時間および歴史的時間に関する地震エネルギー – 地震の相対的頻度 – 地震の同時性 – 二次地震。
地震の一般的な分布— 様々な地震学者によって収集された地震の記録から、世界中のあらゆる国とあらゆる海洋が、いつかは地震性擾乱を経験したという結論に至ります。地震が毎日感じられる国もあり、地球の脈動に関する章で述べるように、適切な計測機器を用いれば、地球上の陸地のどの地点でもあらゆる大地震を記録できる可能性は否定できません。特定の地震の広がりの範囲は不確定です。地震が感じられる範囲は、時には非常に広範囲にわたります。1755年のリスボン地震は、長さ3,300マイル、幅2,700マイルの範囲で感じられたと推定されていますが、微動や脈動の形で地球全体を揺るがした可能性があります。

地震が頻繁に発生する地域は、添付の地図に示されている。この地図は、マレットが描いた地図をほぼそのまま複製したものである。最も濃い色で塗られている地域は、227 大地震が最も頻繁に発生しています。地震エネルギーと季節の関係について述べる際、異なる色で示された地域で実際に感じられた地震の数が示されています。

この図を見るとき、地震が頻発するさまざまな国のうちのいずれか1つについて詳細な地図を作成すると、一般的な図で観察されるすべての違いがそこに見つかることを忘れてはなりません。たとえば、年間60回ほどの地震が感じられる日本の一部は濃い色で塗られるのに対し、同じ日本でも数年に1回程度のわずかな揺れしか感じられない他の地域はほとんど色が付いていません。火口の位置を示す黒い点は、色付きの領域よりもさらに一般的な意味を持っています。ホートン教授は世界に407の火山のリストを示しており、そのうち225が活火山です。これらの数は、A. フォン フンボルトが示した数と同じです。活火山のうち172は太平洋沿岸にあり、そのうち8つは日本にあります。千島列島とは別に、日本国内における私自身の観察から、現在活動中、あるいは最近活動していた火山を53個挙げました。数年後には、このリストはさらに増えるでしょう。私がこの事実を挙げたのは、地球上に存在する火口の数に関する私たちの知識がいかに不完全であるかを示すためです。もし過去4000年間に噴火した火山を特定できるとしたら、その数は400～500個ではなく、おそらく数千個になるでしょう。

地図を見ると、地震は主に火山地帯や山岳地帯で発生していることがわかります。世界で最も地震の多い地域は、228 太平洋の境界線。これらの境界線は、地震が滅多に発生しない国の境界線よりも、隣の海の下ではるかに急な角度で傾斜していることに注目すべきである。例えば、南米、カムチャッカ半島、千島列島、日本、サンドイッチ諸島の海岸では、太平洋の下での傾斜は20分の1から30分の1である。地震がほとんど発生しないオーストラリア、スカンジナビア、南米東部の海岸では、50分の1から250分の1の傾斜となっている。多くの地震は大洋の中央部で発生している。大西洋では、M. ペリーがそのような事例を約140件挙げている。

日本を揺るがす地震の大部分は、近隣の海域で発生しているようです。もし地震発生の地図を描くことができれば、これらの発生源を示す痕跡の多くは、海底、そして深海底から急峻に隆起した大陸や島の海岸線に平行な線に沿っていることが分かるでしょう。スイスやインドのような国では、これらの痕跡はこれらの国の山々と関係しているでしょう。[90] 地球の広い地形を見てみると、その表面には多くの巨大な窪地が見られます。中央アジアのように、これらの皿のような窪地が陸地を形成している場合もありますが、そのほとんどは海で占められています。活火山は主に、最も急峻な斜面を持つ窪地の縁付近で発生します。地震の大部分は、おそらくこれらの斜面の底部またはその付近で発生しています。しかし、アルプス山脈や、229 スコットランドの地震、そしてエジプトのような国で時折感じられる揺れ。太平洋の国境を揺るがす地震は、この海に面した境界となる海嶺の側で発生し、その影響はほぼこの海嶺の側で感じられる。日本では、島の東側が被害を受け、西側はイングランドと同様にこれらの揺れからほとんど影響を受けない。

南米大陸の東側、特に大陸南部についても同様のことが言えるでしょう。例えばブエノスアイレスでは、メンドーサ島が約20年前に破壊されて以来、何の動揺も見られません。イギリス領ギアナでは、植民地の居住地を形成する低地デルタで時折わずかな揺れが感じられますが、極めて稀です。

線状または帯状の擾乱。—擾乱は山や谷に沿って伝播することがしばしば観察されており、地震がそれらを横切ることは稀である。例えば、ローヌ川、ライン川、ドナウ川の谷は、擾乱が伝播する線状である。

インドを揺るがした楕円形の動乱地域の主軸は、ヒマラヤ山脈の斜面に沿ったガンジス川の渓谷とほぼ平行な方向を向いている。

ロンドンを揺るがした震動は、主に東西、あるいはテムズ川流域に沿って発生したようだ。南米では、震動の線はアンデス山脈の西側に沿っている。もう一つの線は、大陸の北岸に沿ってアンダルシアとカラカスを抜け、アンティル諸島とトリニダード島へと向かう。ピレネー山脈の震動は、主にこれらの山脈の南側で感じられる。中央部と北側ではほとんど感じられない。こうした線状または帯状の震動の伝播は、場合によってはむしろ顕著に現れることがある。 230実際よりも複雑である。したがって、日本の南北山脈は、東側の山腹でほぼ同時に揺れ動いており、この線に平行な亀裂から同時に地震が発生したか、あるいは一方の端から始まって山脈の全長にわたって伝播したかのような印象を与える。しかし、時間的な観測から、このような擾乱はある程度離れた海域で発生し、内側へ伝わりながら、これらの山腹のあらゆる地点にほぼ同時に到達したことが示されている。南米西部のいわゆる線状擾乱についても、おそらく同様の説明が当てはまるだろう。

あらゆる地震活動は、おそらく発生源から放射状に広がる傾向があり、その広がりは、その質量と構造によって伝達されたエネルギーを吸収する、密集した山岳地帯に遭遇することによってのみ阻止される。また、山脈の開けた斜面に発生するエネルギーも、多くのエネルギーを損失する。高い山々が地震の範囲を限定することが多い、あるいは地震がそのような山々の斜面に沿って伝播するように見えると言うのではなく、地震は特定の地域における岩石の走向に平行な境界を持ち、そのような方向への伝播が最も容易であると言うべきである。

ロッシは、火山の断裂が地震活動の分布を規定する上で重要な役割を果たしていると考えている。火山が形成されると、中央の火口の周りに星型の断裂が連続して形成される。二次クレーターは、これらの亀裂の線を示している可能性がある。ローマ周辺の山々は、この放射状構造の典型とみなされている。二次クレーターが火山系の中心から離れるほど、小さくなり、また新しい。2つの亀裂が交差すると、接合部でより大きなクレーターが形成される。地震はこれらの亀裂の方向に沿って伝播するが、 231これらの唇の上下動は横波を発する。ロッシは、こうした仮説を説明するような観察結果を引用している。

オーストリア南部の地震について著述したシュエスは、大多数の擾乱が、アルプス山脈の連続性を断絶させる特定の線に沿って発生したことを示している。一つの線はブルックからウィーンに向かって北東に伸びている。最も多く、最も激しい地震が発生したウィーナー・ノイシュタット付近では、この線はドナウ川を横切り、カンプ川の谷に沿って北北西に伸びる線と交わっている。[91]ヘッファーはアドリア海河口から同様の線を引いている。一つは北北東に伸び、リッチャウ付近で交差し、もう一つは北北西に伸び、ライン川流域のフランクフルト付近で交差している。[92]

分布の例— 地震動の分布に関する興味深い例として、P.A.セルピエリ教授が解明した1873年3月12日の地震が挙げられます。この地震は、ダルマチア海岸とイタリア中部、ローマの北東、フィレンツェの南東に位置する地域で同時に感じられたようです。どちらの地域でも、揺れは南東から北西方向でした。その後、地震はイタリア中部地域から放射状に広がり、ダルマチア海岸で感じられた後にアドリア海西岸のいくつかの場所で感じられました。

この特異な地震活動の分布には多くの説明が考えられます。おそらく、地震はアドリア海南部の海底の深部で発生し、既存の弱線に沿ってイタリア中部とダルマチア地方の地表に同時に到達したと考えられます。

232

東京は一部が平坦な平野、一部は低い台地から削り取られた谷間、そして一部は台地自体の尾根上に築かれているため、地震の分布は依然として注意を要する問題です。ある家にいる人々が非常に驚いて外に避難する一方で、1マイルも離れていない他の家では街が揺れたことに気づかないという事態も時々発生しています。

図34.
南東から北西にかけてほぼ同時に襲った地域
その後の放射状擾乱
地震境界の拡大。小さな地震を遅らせるのに十分であるかもしれない自然の障害物が、場合によっては、より大きな擾乱を遅らせるのに十分ではないことが判明することがある。 233カラブリア地震は通常、アペニン山脈の西側でのみ感じられますが、この境界を越えた例もあります。1801年には、クマナ地震が海岸山脈の支脈を越えました。

地震の境界が崩れ、それまで保護されていた地域があらゆる擾乱にさらされることがあります。その真の説明は、おそらく地震活動の中心の移動にあると考えられます。例えば、1797年12月14日まで、クマナ半島はしばしば壊滅的な被害を受けましたが、アラヤ半島は被害を受けませんでした。この日を境にアラヤ半島は被害を受け始め、それ以来ずっと被害を受け続けています。

フックスは、カラブリア地震における震源の移動の例を挙げている。最初の震源はオピエド付近で発生し、2番目の震源はさらに北に4～5マイル、3番目の震源はさらに5～6マイル離れたジリフ​​ァルコ付近で発生した。

234
第13章
地震の時間的分布（続き）
地質学的時間に関連した地震エネルギー。地震エネルギーが火山エネルギーの一形態に過ぎないことを認めるならば、後者の量の全体的な減少を引き起こす傾向のある原因は、前者の量の変化も引き起こすであろうことも認めなければなりません。

ラプラスの星雲仮説によれば、太陽系は加熱されたガス状の塊の旋回によって形成され、冷却されるにつれて収縮を続け、その結果、より速く旋回する。この仮説を前提とすれば、すべての惑星とその衛星の運動方向が類似していること、ほぼ同一平面上をほぼ円形の軌道で公転していること、一部の惑星が扁平な形状をしており、環や帯に囲まれていること、外側の惑星が内側の惑星に比べて自転速度が速く、衛星の数が多く、密度が低いこと、隕石、太陽、恒星、そして地球上の元素の類似性、そして最後に、地球に降りていくにつれて温度が上昇する理由が理解できる。[93]地球に降りていくにつれて温度が上昇する理由は、 235多くの観察から推測すると、50 フィートまたは 60 フィートの降下ごとに約 1° F になるようです。

この現象や類似の現象を説明するために、地球はかつて現在よりもはるかに高温であり、現在の温度に至るまで徐々に冷えてきたと仮定されます。冷却の法則は周知の事実であるため、地球のような天体が現在の温度まで冷却するのに何年かかったかを計算するのは容易ではありません。ウィリアム・トムソン卿は、地球上のすべての岩石が溶け、表面に溶岩の表面にすぐに形成されるような皮膜または地殻が形成されていた7,000°Fの温度から出発し、計算によって現在の温度に達するまでに約1億年かかったことを明らかにしました。彼と他の物理学者たちは、この期間にすべての成層堆積物の歴史を圧縮したいと考えています。地質学者たちは、この期間は短すぎると考えています。物理学者と地質学者の見解を調和させようとする人々は、太古の時代に岩石を分解し堆積物を堆積させていた様々な作用は、現在私たちの周囲で見られる作用で判断すべきではない、という点を示そうとしている。太古の時代は、それらの作用がより活発だった。ある時期、地球の弾性潮汐は非常に大きく、衛星である月が地球から分離した可能性がある。その後、月は地球の海水に作用し、15万年前まで、3時間ごとに高さ150フィートの潮汐を生み出していた可能性がある。

ここで引用した数字の価値がどうであろうと、このような推論から、現在地球上で作用していると知られている様々な力が、かつては現在よりもはるかに強力であったという結論に至ります。また、弾性潮汐を発生させる月が地震の発生に何らかの影響を与えているのであれば、 236昔はもっと大きな影響力があったに違いない。

地球の内部熱に関しても同様のことが言えるでしょう。

現在の地球の熱勾配から、地球から毎年どれだけの熱が流れ出ているかを計算することができます。

これは、地球全体を覆う厚さ 67 センチメートルの水の層の温度を 0° から 100° C まで上昇させる量に相当します。

同様に、平均熱勾配が 50 フィートの降下に対して 1° F ではなく、25 フィートの降下に対して 1° F である場合に失われる熱量を計算できます。

このような勾配が存在していたのが何年前だったかを計算することもできます。

我々が到達すべき一般的な結論は、過去の時代における熱損失は現在よりも速かったということである。ところで、物体が冷却される際の収縮は、低温においては熱損失に比例するが、この法則は高温における収縮にもおそらく当てはまる。

収縮がより急速であったため、隆起や陥没などの現象は現在よりも急速であった可能性があり、ウィリアム・トムソン卿がすでに指摘したように、一般に深成岩の作用によるあらゆる変化はより活発であったに違いありません。

したがって、ここで言及されている現象の範疇に属する地震も、世界の歴史の初期段階では現在よりも数多く発生し、より大規模に発生したと想像する十分な理由があり、地震や火山のエネルギーは、長期間にわたって考えると、おそらく減少するエネルギーである。

237

この発言を行うにあたり、岩石の記録が証明するように、地質学的な時間軸において、火山活動、そしておそらく地震活動も、最初はある地域で発生し、次に別の地域で発生するなど、絶えず変化してきたという事実を見落としてはなりません。さらに、同じ地域においてさえ、活動期と休止期が交互に繰り返されてきたことを示す証拠があります。例えば、古生代におけるイギリスでは、激しい火山活動の証拠が数多く存在します。中生代、すなわち第二紀には火山活動は衰え、新生代、すなわち第三紀には新たな活力をもって目覚めたようです。

この後者の時期には、スコットランドが過去に、現在の日本と同じくらい地震が多発していた可能性も全くあり得ないわけではない。

後ほど、地震は、地殻の特定の部分でゆっくりと進行していると考えられる、いわゆる「エレベーター現象」と同時発生している現象であることが示されます。したがって、地球上でアクセス可能な部分を構成する岩石を調査することで、どの時代が高度上昇を特徴としていたかを特定できるならば、そのような時代は地震活動の時代でもあったと推測できます。

これらの時代の中には、様々な山脈が出現した時代があります。例えば、グランピアンズ山脈やスカンジナビア山脈は、古期赤色砂岩の堆積以前に形成されたと考えられます。ウラル山脈はペルム紀以前に隆起しました。アルプス山脈の主な隆起は始新世以降に起こりました。リギ山脈をはじめとする亜アルプス山脈は、中新世の地層の堆積後に形成されました。ヒマラヤ山脈もほぼ同時期に隆起しました。[94]

時折、それらの地域を揺るがす地震が 238新しい山々は、山の形成過程がまだ終わっていないことを示しているようだ。

地震エネルギーと歴史時間の関係— 地震エネルギーの分布と歴史時間の関係は、マレットによって綿密に研究されたテーマです。彼は紀元前1606年から紀元後1850年までの期間に発生した6000から7000の地震の記録を収集しました。紀元前1606年の地震は、シナイ山で律法が授けられた際に発生しました。紀元前1604年から紀元前1586年の間には、アラビアで地震が発生し、コラ、ダタン、アビラムが飲み込まれたと考えられます。聖書には、紀元前1566年にエリコの城壁が倒されたという 記録も残っています 。

中国で最も古い記録は紀元前595 年、日本では 紀元前285 年、インドでは西暦894 年です。

マレットは、各世紀に記録された地震の数を縦軸として、地震エネルギーが特に近年継続的に増加していることを示す曲線を作成した。マレットは、これは地球物理学におけるあらゆる類推と矛盾すると指摘し、近年の地震数の急増は主に記録数の増加と観測範囲の拡大によるものだと指摘する。古代人が作成した記録の多くは、間違いなく失われている。

マレットの記録を、彼が勧めているように人類の進歩の大きな概要と比較すると、両者は同時に増加していることがわかり、全体として見ると、歴史的期間を通じて世界の地震活動は許容できるほど一定であったという結論に達します。

これらの結論は、私たちの 239命令は反駁されるべきではない。しかし、世界全体の地震エネルギーを考慮するのではなく、特定の地域の地震エネルギーを考慮すると、特定の状況において、特に火山活動が活発な地域では、このエネルギーの減少や増加が見られる可能性があると予想するのは合理的であるように思われる。

フランスでは、火山活動が歴史時代とほぼ境界を接する時期に停止したことが分かっており、地震活動も同時期に停止した可能性は否定できない。

日本のような国では、ある地域では地震エネルギーが増加している一方で、別の地域では減少している可能性があります。

イギリスのような国では、地震の状態は一定である可能性があり、現在どのような変化が起こっているとしても、その速度は非常に遅いため、歴史的期間の記録が完全であったとしても、これらの変化が観察できるほど十分に顕著であることはほとんど期待できません。

参考のため、また本件の検討のために、240ページの表を作成しました。掲載されている地震は、主に歴史上、多かれ少なかれ破壊力のあったものとして記録されているものです。

この表の2列目には、1列目に記された世紀ごとに日本で発生した地震の回数が示されています。3列目から18列目までは、各列の冒頭で言及されている様々な国や地域において、異なる世紀に発生した地震の回数が示されています。これらの回数はマレットの著作から引用されており、日本の地震との比較のために示されています。日本の列を7世紀から始めると、現在に近づくにつれて地震の回数が急増していることが、他の列ほど顕著ではないことがわかります。

240

鍵：
1
何世紀にもわたって
2
日本
3
スカンジナビアとアイスランド
4
ブリテン諸島と北諸島
5
スペイン半島
6
フランス、ベルギー、オランダ
7
ライン川流域
8
スイスとライン川流域
9
ドナウ川流域
10
イタリア、シチリア島、サルデーニャ島、マルタ島
11
イタリア、サルデーニャ、マルタの補足表
12
トルコ・ギリシャ領土、シリア、エーゲ海諸島、レヴァント
13
アメリカ合衆国とカナダ
14
メキシコと中央アメリカ
15
アンティル諸島
16
キューバ
17
チリとラプラタ盆地
18
北アジア
19
京都地方のおおよその震度
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
私。
1
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
II.
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
III.
1
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
IV.
—
—
—
—
—
—
—
—
6
—
23
—
—
—
—
—
—
—
V.
1
—
—
—
1
—
—
—
5
—
19
—
—
—
—
—
—
—
6.
1
—
—
—
6
—
—
19
3
—
27
—
—
—
—
—
—
—
七。
12
—
—
—
—
—
—
1
—
8
—
—
—
—
—
—
15
八。
11
—
—
—
—
—
—
2
1
12
—
—
—
—
—
—
17
9.
40
—
—
—
21
—
19
6
—
7
—
—
—
—
—
—
60
X.
17
—
—
—
2
—
2
3
3
5
—
—
—
—
—
—
24
XI.
20
—
8
3
16
—
9
7
5
18
—
—
—
—
—
—
28
12.
18
—
11
4
12
—
8
18
22
23
—
—
—
—
—
—
20
13.
16
28
15
3
9
—
3
15
26
13
—
—
—
—
—
—
16
14.
19
4
8
21
—
18
20
51
8
—
—
—
—
—
—
25
15.
36
1
4
14
—
12
18
47
11
—
—
—
—
—
—
29
16.
17
8
10
61
10
52
35
32
5
22
—
6
1
4
5
—
17
17.
26
14
10
91
29
120
31
121
9
53
10
7
16
4
9
—
11
18.
31
111
63
93
237
71
141
88
438
20
124
88
24
85
2
10
32
8
19.
27
113
110
85
211
81
173
145
390
88
194
51
30
145
50
170
57
8
241

この理由は、日本が表に挙げたヨーロッパ諸国やその他の国の多くよりも長い期間、文明芸術を実践してきたという事実にあると考えられる。

日本では、疑いなく、後年の記録は初期のものより完璧であるが、これはヨーロッパの場合の自然現象の真の状態を強力に消し去るものであるにもかかわらず、日本においては真実を完全に消し去ったわけではない。なぜなら、初期以来、地震エネルギーは明らかに増加しているのではなく、むしろわずかに減少しているからである。

しかしながら、先ほど示したような地震の表を作成し、それを精査した上で地震エネルギーの増加か減少かという結論を導き出すのは、決して正当な推論方法とは言えません。日本全体の地震は、1,000マイルも離れた場所を含む複数の場所を代表しています。この線の一方の端で発生した地震の多くが、もう一方の端では感じられなかったことを考えると、地震現象の周期性を正しく推定するためには、特定の地震地域か、あるいは世界全体を対象とする必要があるように思われます。

取り上げられている特定の地域は中央日本の京都であり、そこで感じられた地震が表に列挙されています。

この地域の地震活動の変化を示すために、図35に示す曲線が描かれている。縦軸は、その後数世紀に京都地震で発生した値に等しい。これらの上昇線と下降線の上端は、 242自由曲線で結ばれています。下側の点も同様に結ばれています。これら二つの曲線の間に引かれた縦座標の二等分点は、地震エネルギーの真の経年変化を示す曲線上の点とみなされます。

図35.京都の震度曲線
この波線を見ると、最大値と最小値の間隔が、後期よりも初期の方が狭いことがわかります。

そのため、8 世紀から 9 世紀にかけては、地震活動が最大になる時点と最小になる時点が 1 世紀の間隔で発生しましたが、その後、11 世紀から 15 世紀にかけては、地震活動が最大になる時点と最小になる時点が 300 年の間隔で発生しました。

波線または結果として得られる曲線のいずれかを調べると、9世紀から現在に至るまで地震エネルギーが明らかに減少していることがわかります。9世紀から15世紀にかけて、この減少は 243通常の曲線です。しかし、この時点で減少はやや急激になり、2つ目の曲線で表されます。強度を考慮した私の曲線の縦座標を計算する代わりに、単に地震の数を数えても同様の結果が得られます。このことから、過去500年間の地震エネルギーの減少率は、この期間の前の500年間の減少率とほぼ同じであることがわかります。

イタリアおよびトルコ・ギリシャ地域のリストを同様に分析し、特定の地域の地震を他の地域の地震から抽出することができれば、地震エネルギーの同様の減少または変化が観察される可能性が非常に高いです。

特定の地域で十分に長い期間に発生した様々な地震の記録が利用可能であれば、その地域の地震活動に何らかの変化が見られるという結論に達することが期待されます。京都地域では地震活動の減少が見られていますが、他の地域では増加している可能性があります。[95]

地震の相対的頻度。地震の起きやすい地域に住む人々にとって非常に興味深い問題は、どのくらいの頻度で地震が発生すると予想されるかということです。

この問題の全般的な検討から、世界中の地震を考慮し、マレットは次のような結論に達した。

244

1. 発作間隔は最短で 1 ～ 2 年ですが、比較的静止した状態の平均間隔は 5 ～ 10 年です。
2. 間隔が短いのは地震の少ない時期と関係があります。必ずしも震度が最も小さい時期とは限りませんが、通常はそうなります。
3. 発作と休息の交替は、これらの曲線から推測できる絶対的な法則に従っているようには見えない。
4. 各世紀には、極端な発作の顕著な期間が 2 回観察されます。一方は他方よりも規模が大きく、最も数が多く強度が強い期間は各世紀の中頃に発生し、もう 1 つは各世紀の終わり頃に発生します。

マレットが描いた曲線の形状は、地震エネルギーが突発的に発生し、その後収束し、徐々に強さを増して再び発生したことを示しているように思われる。これは、様々な地震地域で経験される地震において常に見られる現象である。大きな地震、あるいは活動のピークを迎えた後に数日後に繰り返される小さな地震によって衰退する地震などである。

服部一郎氏は、日本の大地震について著述し、平均すると10年に1回は大地震が発生していると述べています。しかし、次の表に示すように、大地震は集団で発生する傾向があります。

ショック数 期間 間隔
6 広告 827–836
10
年
6 「 880–890 10
10
「
4 「 1040–1043
4
「
5 「 1493–1507
5
「
4 「 1510–1513
4
「
5 「 1645–1650
6
「
5 「 1662–1664
3
「
4 「 1853–1856
4
「
地震についても執筆したE.ナウマン博士 245日本の地震に関する研究で、地震活動の周期は 490 年ごとに発生しないとしても、980 年後に周期の繰り返しがあるが、変動が大きいと述べている。68 年の周期は非常に顕著である。平均すると、大地震は 5.9 年ごとに発生している。フックスは、一定間隔での地震の繰り返しの興味深い例をいくつか挙げており、その例を次に示します。地震は 100 年後に繰り返し発生したように見えることもあります。注目すべき例の 1 つは、1578 年 6 月 17 日のリマの地震で、この地震は 1678 年の同じ日に繰り返されました。コピアポでは、地震は 23 年ごとに発生すると信じられており、そのような繰り返しの例は 1773 年、1796 年、および 1819 年に見られます。カナダのケベック近郊では、40 日間続く地震が 25 年ごとに発生すると言われています。アルデビール高原は2年に一度、定期的に地震に見舞われると言われている。

1835年のチリ地震について記したA・コールドクルー[96]は、スペイン人が最初に大地震は100年ごとに発生するという考えを抱いたと述べている。その後、彼らはその周期を50年ごとと考えるようになった。しかし実際には、1812年にカラカス、1818年にコピアポ、1822年にサンティアゴ、1827年にボゴタ、1828年にリマ、1829年にサンティアゴ、そして1832年にワスコで大地震が発生した。

どの国でも、地震活動の平均周期は、おそらくその国の地下火山活動に左右される。活動が活発な場合には、大地震が短い間隔で発生する可能性がある。しかし、イギリスのように活動が小規模な場合には、中程度の震度は1世紀に1～2回程度しか感じられないかもしれない。地震活動の相対的な頻度に関する一般的な考え方は、 246240 ページの表を調べれば、世界各地で発生した大地震の規模が簡単にわかります。

クルーゲは1850年から1857年の間に世界で4,620回の地震が発生したと結論付けました。これは平均すると1日あたり約2回に相当します。しかしながら、機器を用いずに記録できるほどの強度の地震の発生頻度に関するこの推定値は、真実から大きくかけ離れています。日本だけでも、1日平均で少なくとも世界全体で示された回数に匹敵する回数が発生していると考えられます。ブッサンゴーは、アンデス山脈では地震が常に発生していると考察しました。[97]

世界で毎日平均して何回地震が感じられるかを、私たちが入手できるデータから明確に述べることは不可能です。もしかしたら10回かもしれませんし、100回かもしれません。この問題は、今後集計される統計によって明らかにされるべきものです。

大地震の後には、通常、短い間隔で小規模な揺れが発生します。当初は、一連の揺れの間隔はわずか数分から数時間程度です。その後、これらの揺れの強度は通常弱まり、揺れの間隔は次第に長くなり、最終的に、おそらく数か月後には、その地域の地震活動は静穏状態になります。

1835 年 2 月 20 日にコンセプシオンを襲った大地震の後、今述べたような一連の地震が発生し、破壊的な地震の日から 3 月 4 日の間に 300 件の小規模な地震が記録されています。

リマの破壊（1746年10月28日）後の24時間で、200回の衝撃が247 数えてみると、翌年の2月24日までに451回の地震が感じられました。

1868 年、セントトーマス島では 9 時間 15 分の間に 283 回の地震が記録されました。

記録に残るほぼすべての破壊的な地震の記述からも、同様の例が見受けられます。大きな地震が発生しても、その後に連続した地震が続かないというのは例外的なケースです。時には、大きな地震を感じることなく、多数の小さな地震が発生することもあります。このような地震嵐は、例えば1750年にイギリスでも発生しており、この年は地球の多くの地域で地震が多かったようです。

「地震の年」として知られるこの年、イングランドでは次のように揺れが感じられました。3 月 14 日にサリー、3 月 18 日にイングランド南西部、4 月 2 日にチェスター、6 月 7 日にノリッジ、8 月 23 日にリンカンシャー、9 月 30 日にノーサンプトンシャー。

地震の同期。離れた場所で2つの地震の揺れが同時に感じられるという事実に最初に注目した著者の一人はデイヴィッド・ミルンであり、彼はこれらの発生のリストを出版した。[98]

1750年2月と3月の2つの事例では、イングランドとイタリアで同時に地震が感じられました。1833年9月には、イングランドとペルーで同時に地震が感じられたようです。これらをはじめとする多くの類似の例はマレットによって論じられており、彼もミルンと同様に、これらの一致はほぼ間違いなく偶然の産物であると考えています。フックスによれば、カラブリアとシチリアでは、例えば1169年、1535年、1638年など、しばしば同時に地震が発生しているようです。 248ユーフェミアの町が沈んだとき、そして 1770 年、1776 年、1780 年、1783 年にも同様のことが起こりました。

1827 年 11 月 16 日には、コロンビアで恐ろしい地震が感じられ、同時にオホーツク平原でもほぼ正反対の揺れが起こったという、驚くべき偶然の一致が起こりました。

クルーゲはまた、同時発生の地震の例を多数挙げている。例えば、1855年1月23日、ニュージーランドのウェリントンが甚大な被害を受けたのと同じ日に、ジーベンゲベルゲと北米でも大地震が発生した。さらに、日本で最後に発生した破壊的な地震がこの日から数日後に発生したという事実も付け加えておきたい。

地震が頻繁に発生する隣国同士でも、全く同時性がないという点で同様に驚くべきケースがあります。例えば、南イタリアとシリアは同時に揺れることはないと言われています。

二次地震。―遠方の地域で地震が同時に発生することは偶然の場合もありますが、一つの地震による揺れが、危機的な状態にある地盤を崩すほどに大きく、最初の擾乱が二次地震の発生源となる場合もあることにも留意する必要があります。地震が中心から放射状に広がる際にこのような作用を及ぼす可能性があるとすれば、断崖の表面で一つの石が揺らぎ、他の石に衝突して何トンもの物質が移動するように、微弱な擾乱が破壊的な地震の発生の究極的な原因となる可能性があることがわかります。

二つの地域の地震活動が互いに依存していることも容易に想像できる。これらの二次的な地震は、249 主要な障害については、前の章ですでに扱われている可能性があります。

フックスは、結果的または二次的な地震の例として、コンスタンティノープルと小アジアで小さな地震が発生すると、ブハレスト、ガラズィ、クロンシュタットでも地震が感じられると述べています。

リスボン大地震は、その後もいくつかの混乱を引き起こしたようです。一つはダービーシャーで午前11時に発生しました。その激しさは、部屋の壁から漆喰が剥がれ落ち、地面に裂け目ができるほどでした。地下で作業していた鉱夫の中には、あまりの恐怖に地上へ脱出しようとした者もいました。20分間に3回、はっきりとした混乱が発生しました。

コークでももう一つの衝撃が感じられた。[99]

これらの混乱はリスボン地震の結果ではあるが、リスボンの地震によって生じた振動がイギリスや他の国々に伝わったが感じられなかったためと考えられるかもしれない。

1868 年にニュージーランドとニューサウスウェールズの人々が感じた衝撃は、おそらくアレキパや南米沿岸の他の場所で起きた騒乱による二次的な衝撃であったと思われる。

これらのいわゆる二次地震は、多くの場合、地震によって生じた地殻変動、あるいは大地震の直後の顕著な揺れに起因するものですが、場合によっては、地殻下の広範囲にわたる擾乱に起因する可能性もあります。すべての地震国で異常な擾乱が発生する期間が存在することは、こうした地下現象の可能性を示唆しています。

250
第14章
地震の時間的分布（続き）
天体の位置と地震の発生の関係 – 地震と月 – 地震と太陽、季節、月 – 惑星と流星 – 地震が頻繁に発生する時間帯 – 地震と太陽黒点 – 地震とオーロラ。
天体の位置と地震の発生。―太古の昔から、人類は様々な自然現象の原因を探るため、天体に注目してきました。最も初期の観察例の一つは、季節と天体の運行との間に存在する関連性でした。潮汐は月の影響を受けることが観察されていました。その後、太陽黒点の出現に伴い、10年から11年ごとに磁気擾乱が最大となる時期があることが発見されました。また、ウィーンのクライル氏は、私たちの衛星である月も磁気に影響を与えていると語っています。

私たちは日々、地球と太陽、月、そして私たちの外側にある他の天体との絆が徐々に深まっているのを目にしています。

潮の動き、気圧の上昇と下降、気温の変動など、多くの現象はすべて、太陽に対する地球の相対的な位置と多かれ少なかれ直接的に関係しているので、251 そして月、これらの天体の位相と地震の発生の一致は、多かれ少なかれ月と太陽の影響によって生じる他の現象との時間的関係を伴います。

地震と月の位置。—多くの地震研究者は、地震と月の満ち欠けの関係を明らかにしようと試みてきました。

地震学のこの分野で最初に、そして最も成功した研究者はディジョンのアレクシス・ペリー教授であり、彼は地震のカタログの作成と調査に何年も苦労した後、地震は他の期間よりも以下の期間に発生する可能性が高いことを示しました。

1. 半月（朔望月）よりも新月または満月（朔望月）のほうが頻繁に起こります。
2. 月が地球に最も遠いとき（遠地点）よりも、月が地球に最も近いとき（近地点）のほうが、現象は頻繁に発生します。
3. 月が地平線上にあるときよりも、子午線上にあるときのほうが、現象は多く発生します。

これらの結果は、ペリーが自身のカタログを3つの異なる独立した方法で分析した結果であり、科学アカデミーが任命した委員会の報告書によって確認された。しかしながら、いくつかの例において異常が発生していること、また、どの期間においても地震数の差はそれほど大きくないことにも留意する必要がある。例えば、ペリーが1844年から1847年にかけて編纂した年間カタログでは、近地点における地震と遠地点における地震の比率は47対39となっている。1843年から1872年の間に、ペリーは月の近地点で3,290回、遠地点で3,015回の地震が発生したことを明らかにしている。[100]

252

1761年から1800年の間に、次のような地震が発生しました。

近地点 526
最高点 465
次の表は、ペリーが最初の法則を導き出すことができた結果を示しています。

彼は、朔望月と卯望月を中心として月齢周期を四半月に分割し、地震が次のように分布していることを発見した。

 合計  朔望  求積法 朔望

に有利な差
1843–1847
1,604
850·48
753·52
69·96
1848–1852
2,049
1,053·53
995·47
58·06
1853–1857
3,018
1,534·13
1,483·87
50·26
1858–1862
3,140
1,602·99
1,537·41
65·98
1863–1867
2,845
1,463·42
1,381·58
81·84
1868–1872
4,593
2,333·48
2,259·52
73·96
1843–1872
17,249
8,838·03
8,410·97
427·06
1751年から1843年の間に報告された地震も、同様の規則に合致することが示されている。[101]アテネの天文学者ユリウス・シュミットは、1776年から1873年にかけて東ヨーロッパおよび近隣諸国で発生した地震について、月が近地点にあるときに地震が多かったことを発見した。その他の極大は新月と上弦の2日後に発生した。満月には地震は減少し、下弦の日に地震は最小となった。ペリーが得た一般的な結果と相反する結果の一例として、東京の気象台で記録された地震に関するWSチャップリン教授の調査結果を挙げることができる。3年間にわたる143件の地震のリストは、パルミエリの機器の一つによって記録された。結果は以下の通りである。

253

1. 月が東経2時9分、西経7分の時に地震が最大となり、上空の通過時には地震が最小となる。
2. 太陽に対する月の位置を考慮すると、合では 32、衝では 37、直交では 74 でした。子午線の東側では、最大値は少なくとも 4 時間でした。
3. 月が赤道の北にあるときは 68 で、南にあるときは 82 です。
4. 月の近地点通過から7日後と11日後に最大​​地震が発生する。これらの結果が特定の小規模地震域の地震について得られたという事実は、より興味深い。[102]

太陽の位置と地震の頻度の関係― 地震の頻度と太陽の相対的な位置との間に関連があるかどうかという問題は、季節ごとの地震の相対的な頻度という問題とほぼ同一である。これは、古代の著述家たちによって言及されている主題である。プリニウスとアリストテレスは、地震は主に春と秋に発生すると考えていた。後世においては、メリアン、フォン・ホフ、ペリー、マレット、フォルガー、クルーゲといった地震学に尽力した人々によって、この問題は最も綿密に検討されてきた。マレットは、西暦306年から1843年までのヨーロッパおよびアジアとアフリカの隣接地域で発生した地震の概要の中で、次のような結果を示している。

 19世紀向け  全期間

冬至 177 } 至点 253 } 至点
春分 151 } 306 170 } 403
夏至 129 春分・秋分 150 春分・秋分
秋分の日 164 315 159 329
254

ペリーは上記の期間を「臨界期」と呼んだ。これは、彼の研究の結果として、これらの期間に地震の頻度が上昇することを発見したためである。フックスは、1850年から1857年までのクルーゲの表を引用し、記録された地震が以下のように発生したと述べている。

北半球では

春分・秋分 1324
至点 1202
南半球では

春分・秋分 301
至点 261
そのため、地震は春分、特に秋分に多く発生します。北半球では冬至、南半球では夏至の前後に地震が多く発生します。

ただし、例外は中央アメリカ、西インド諸島、コーカサス、エーゲ海にあります。

地震の周期が天体の位置に依存しているという考えは、決してヨーロッパに限ったものではありません。天性という僧侶が著した『地震説』には、二十八星座と月の相対的な位置と動きが地震を引き起こすと記されています。天性は綿密な計算に基づいてこの説を主張しており、ファルブは将来の地震はすべて予測できると述べています。

千島列島やカムシャッカ半島、シチリア島、南アメリカの一部では、春分と秋分は危険な季節とみなされていると言われています。

季節や月と地震の頻度の関係。—ここでは相対的な関係について何が述べられているか255 さまざまな季節や月における地震の頻度は、太陽の位置に関する地震の頻度に関して示された結果の拡張と批判的検討にすぎない。

一年のある季節に感じられる地震の数と他の季節に感じられる地震の数には差があるという事実は、地震計による観測が拡大するにつれて、ますます認識されるようになってきている。

マレットが北半球で行った 5,879 件の観測と南半球で行った 223 件の観測から得た重要な結果のいくつかは、次のように表現できます。

 マキシマ    最小値

北半球 1月、8月と10月もわずかに増加 5月、6月、7月
南半球 11月、5月、6月 3月、1ヶ月以上、8月
東ヨーロッパの地震を注意深く調査したアテネのユリウス・シュミットは、次のような結論に達しました。

1200年から1873年までの地震では、9月26日と1月17日に最大、12月3日と6月13日に最小でした。

1873年から1874年までの地震では、3月1日と10月1日に最大、7月7日と12月15日に最小でした。

東ヨーロッパのすべての地震は、1 月 3 日に最大となり、7 月 8 日に最小となり、近日点と遠日点に最大となりました。

256

月を季節（春、夏、秋、冬）ごとに分類すると、北半球では夏に最低気温、冬に最高気温が訪れますが、南半球（季節に対応する月）では、冬の始まりと真夏に最高気温が訪れ、春と秋に最低気温が訪れます。

図36月別震度曲線（マレット）
次の表では、季節ごとに感じる地震の数の違いがさらに詳しく示されています。

この表を検討する際には、南半球に位置するペルー、チリ、ニュージーランドなどの国では、4月から9月までの記録は冬の月に相当することを覚えておく必要があります。257これらの国々。ローマ数字は記録の年代を示す世紀を示しています。

     10月から3月 4月から9月

北部地域
1.
スカンジナビアとアイスランド、xii–xix
129
91
2.
ブリテンおよび北方諸島、xi–xix
123
94
3.
ベルギー、フランス、オランダ、iv–xix
395
272
4.
ローヌ盆地、xvi–xix
115
69
5.
スイスおよびライン川流域、ix–xix
327
205
6.
ドナウ川流域、v–xix
147
128
7.
スペイン半島、xi–xiv
114
87
8.
イタリア、シチリア、サルデーニャ、マルタ、iv–xix
650
581
9.
トルコ・ギリシャ領土、シリア、エーゲ海諸島、レヴァント、iv–xix
214
222
10.
北アジア地域、xviii–xix
46
36
11.
日本（東京地方）、1872～1880年（小さな地震）
213
157
12.
日本紀元前295年～紀元後1872年（大地震）
165
188
13.
アルジェリアと北アフリカ
26
20
14.
アメリカ合衆国とカナダ、xvii–xix
86
48
中央地域
15.
ジャワ島、スマトラ島、および近隣諸島、1873～74～77～8年
194
182
16.
メキシコと中央アメリカ、xvi–xix
26
26
17.
西インド諸島（マレット）、xvi–xix
108
114
18.
西インド諸島、16～19
296
343
19.
キューバ、16～19
28
23
南部地域
20.
チリとラプラタ盆地、16 ～ 19 年
89
89
21.
ペルー、コロンビア、アマゾン川流域、xvi–xix
506
541
22.
ニュージーランド、1869～1879年
166
176
冬季と夏季に同数の地震が発生している記録を除けば、概して冬季に多くの地震が発生していることが一目でわかる。南半球では、記録を見る限り、これは当てはまらない。北部地域では、14例中2例が例外である。中部地域では、冬季に最も多くの地震が記録された例が2例、夏季に最も多くの地震が記録された例が2例ある。258 夏には最も多くの数が記録されています。

全部で22の例のうち、この規則に例外となるのはわずか6つです。これらの例外はすべて、多くが古代の記録に見られるため、現代に編纂されたリストよりも誤りが生じやすいのです。

小さな地震は屋外にいる人々にはほとんど気づかれないため、温暖な国では一年のある時期に観測される地震の数は、他の季節に観測される地震の数と同程度であると予想されるかもしれない。しかし、引用されている記録のほとんどは破壊的な擾乱に関するものであるため、このような議論は当てはまらない。

しかし、先ほど示した表から熱帯諸国で行われた記録を見ると、そのような国々では、ある季節に他の季節とほぼ同じ数の地震が観測されていることがわかります。

地震は冬季に多く発生するという法則に反するもう一つの事実として、19世紀以前に記録された地震の表との比較が挙げられます。この比較により、一部の国では冬の法則が逆転し、夏季に多くの地震が発生していることがわかります。

ペリーの結論に対するこれらの反論にもかかわらず、証拠のバランスは彼の一般的な結論を支持しており、一年のうち寒い時期には暖かい時期よりも多くの地震が発生すると結論付けることができる。冬と秋の地震数を夏と春の地震数と比較すると、両者の比率は4：3である。

この問題を検証し、地球上の地震活動の現状を判断するより公平な方法は、地震だけを考慮することである。 259比較的最近に行われた調査であり、自動機器の助けを借りて行われた観察や、これらの調査に関心のある人々によって収集された観察に特に重点が置かれています。

この目的のために、19 世紀のさまざまな国における地震の分布を示す次の表がまとめられました。

表示は月ごとに異なります。ある月の地震数が平均を上回る場合は大きな文字で、平均を下回る場合は小さな文字で表示されます。

19 世紀の地震、主にペリーより。

鍵：
ヤン 1月
2月 2月
3月 行進
4月 4月
5月 5月
ジュン 6月
7月 7月
8月 8月
9月 9月
10月 10月
11月 11月
12月 12月
アベニュー 月平均
ヤン 2月 3月 4月 5月 ジュン 7月 8月 9月 10月 11月 12月 アベニュー
スカンジナビアとアイスランド
17
11
11
7
7
6
8
8
10
10
11
6
9·3
ブリテン諸島と北諸島
9
9
10
7
8
6
5
11
12
8
11
12
9
フランス、ベルギー、オランダ
27
17
21
13
13
8
15
17
15
17
21
25
17
ローヌ川流域
12
12
8
3
3
2
2
4
6
6
8
14
6·6
ライン川流域とスイス
15
17
13
12
11
6
12
11
10
17
24
25
14
ドナウ川流域
14
15
9
8
12
8
16
11
11
16
10
12
11·8
スペイン半島
10
5
6
7
4
6
10
5
9
11
7
5
7
イタリア半島、シチリア島、サルデーニャ島、マルタ島
44
44
48
43
40
34
41
46
27
45
26
39
39
トルコ・ギリシャ領土、シリア、エーゲ海諸島、レヴァント
22
20
10
10
16
15
14
22
14
17
12
14
16
北アジア
4
6
6
4
4
3
5
7
6
3
4
5
4·7
1876 ～ 1881 年、日本 (東京地区)
39
41
41
30
33
30
27
21
10
28
34
43
31.4
日本（大地震）
—
5
3
3
1
—
5
4
—
—
1
5
2
アルジェリアと北アフリカ
5
2
6
7
3
2
2
5
1
4
8
1
3·8
アメリカ合衆国とカナダ
4
4
3
3
3
—
4
6
3
2
7
5
3·8
ジャワ、スマトラなど、1873年から1874年、1875年から1877年、1879年
35
30
38
33
22
36
27
40
24
35
30
26
31
メキシコと中央アメリカ
3
2
2
2
6
2
2
1
1
3
2
3
2·5
アンティル諸島
9
8
19
12
12
10
9
16
12
10
13
12
11·8
キューバ
4
3
2
3
3
4
5
2
6
5
6
4
4
チリとラプラタ
14
10
14
8
19
11
16
15
16
9
27
8
13.9
ペルー、コロンビア、アマゾン川流域、xvi–xix
92
83
92
27
106
79
94
93
97
77
72
90
87
ニュージーランド、1869～1879年
31
27
37
23
22
31
27
36
37
21
27
23
28.5
1850年1月、1857年12月
北半球
153
162
143
161
126
124
141
156
154
171
151
168
150
南半球
72
43
61
66
46
42
53
39
54
55
57
46
53
1821–1830
北半球
31
36
31
29
33
33
20
31
24
41
26
34
30
南半球
2
—
1
1
3
1
3
2
3
2
1
1
1·6
260

この表を一目見れば、北半球のほとんどの国では、一般的に冬季、つまり10月から3月にかけて地震が多くなるという法則が当てはまることがわかります。赤道に比較的近い国や南半球の国では、この法則はそれほど明確ではありません。この表を見る際には、記録が取られた期間が国によって異なるため、異なる国における地震の相対的な頻度を判断することはできないことを覚えておく必要があります。

上の表には、1831年までにバーゼルで感じられた地震を調査したP.メリアンの記録も加えることができるだろう。その結果、冬季には80回の地震が感じられたのに対し、夏季にはわずか40回であったことがわかった。クルーゲ[103]がまとめた1850年から1857年までの両半球の記録を見ると、北半球では10月から3月の間に948回の地震があり、それ以外の時期には862回であった。南半球の同じ月に、対応する期間には337回と300回の地震があり、両半球で同じ規則に従っているように見える。しかし、表をよく見ると、南半球では2つの季節の区別が北半球ほど顕著ではなく、前述のように、最大​​の擾乱期間が2、3回ある可能性があることがわかる。

地震と惑星と流星。—月と太陽が地球に引力を与えて、ある季節に地震が他の季節よりも多く発生するように、地震現象を研究する何人かの研究者は、惑星も同様の働きをするのではないかと考えてきました。

261

MJ・ドロニーは、ペリーの1750年から1842年までの地震表を研究した結果、約12年周期の2つの極大期を発見しました。1つは1759年、もう1つは1756年に始まります。さらに28年周期の2つの極大期は、それぞれ1756年と1773年に始まります。これらの時期は、木星と土星が平均経度265度と135度に達した時期と一致します。このことからドロニーは、地震は惑星が前述の平均経度にあるときに最大になると結論付けています。

特に 11 月に地震が増加する原因は、地球が流星群を通過したためだと考えられており、同様に、木星と土星の影響も、平均経度 135 度と 265 度にある流星群を通過するためだと考えられています。

この結果、彼は1886年、1891年、1898年、1900年などに地震が増加すると予測した。[104]

日本の大地震を批判的に調査したE・ナウマン博士は、多くの擾乱と33年間の流星群の周期がほぼ一致していることを示した。[105]

フンボルトは、リオバンバの大地震（1797年2月4日）の前にキトで大規模な流星群が観測されたと述べています。1766年と1799年のクマナの地震も流星群を伴っていたと言われています。マレットは、流星が観測された時期に発生した大地震のリストを挙げています。[106]

地震が最も頻繁に発生する時間帯。 —2,000件以上の地震のカタログの調査から 262クルーゲが 1850 年から 1857 年にかけて世界各地で発生した地震の調査によると、北半球と南半球の両方において、夜間に行われた観測値が昼間に行われた観測値を上回っていることがわかっています。

 地震の数
 日   夜

北半球では 938 1592
南半球では 292 357
北半球では、 午後10時から午後12時の間に最も多くの地震が観測され（360回）、午後12時から午後2時の間に最も少ない地震が観測されました（139回）。南半球では、夜間の午後12時から午後1時の間に最も多くの地震が観測され、午後1時から午後2時と午後4時から午後5時の間に最も少ない地震が観測されました。[107] しかし、赤道に近づくにつれて、これらの違いはより明確になります。シュミットは、1774年から1873年までの東洋の地震について、地震が最も多かったのは午前2時半頃で 、午後1時頃は頻度が低かったことを発見した。多大な労力をかけて得られたこれらの結論については、観測が昼間よりも夜間に多く行われているという仮定で部分的に説明できると考える傾向がある。地震国に住む人々の個人的な経験では、昼間に発生する地震の多くは気づかれないのに対し、夜間に発生する地震は何千人もの観測者によって記録されている。この見解は、日本で得られた計器記録によって確かに裏付けられている。1872年から1880年までの間に261回の地震が記録され、そのうち132回は午後6時から午前6時の間に発生した。263

地震と太陽黒点。—近年、太陽黒点の発生、磁気擾乱、降雨、その他の自然現象の同時発生にかなりの注目が集まっています。

これらの太陽黒点の周期は約11年ごとに発生し、木星の周期的な回帰と一致するようです。日本では、E・ナウマン博士がこれらの太陽黒点の周期と地震の一致を探しましたが、顕著な結果は得られませんでした。

シュミットは、地震のリストと太陽黒点の出現を注意深く比較した結果、顕著な一致は見られないと結論づけた。地震の発生は太陽黒点の出現と同期することもあったが、太陽黒点が最大になり地震が発生しない時期もあった。

MRウルフ[108]は、火山の噴火やオーロラの出現と同様に、地震も太陽黒点と同時に起こると考えているようだ。

しかしクルージ氏は、太陽黒点が少ないときには、火山噴火や磁気擾乱と同様に地震も最大になるという結論に達した。

1634年から1870年にかけてのメキシコとアンティル諸島の地震のカタログを調査したM.A.ポイは、地震が太陽黒点の極大期と極小期に集団で発生していることを表で示している。38の集団のうち、17は極大期、17は極小期であり、残りの4つは例外で、極大期と極小期の間に発生する。熱に依存する現象は太陽黒点の極小期に発生し、寒冷に依存する現象は極大期に発生する。[109]

264

地震とオーロラ—地震とオーロラの関連性の可能性は、注目を集めているテーマである。特にブーエは、このテーマについて綿密な調査を行った。[110]

彼は、地震頻度とオーロラの月間周期を比較すると、両者の間には一致するという結論に達した。ペリーの4世紀から19世紀にかけての地震表とオーロラ表を比較すると、両方の現象の3分の1が、同じ日に発生しているだけでなく、しばしば同じ時間に発生している。1834年から1847年の間には、457件の地震と351件のオーロラの記録が残っている。

これらのうち:—

48 件は同じ日に発生し、
5 件は同じ時間に発生し、
30 件はほぼ同時刻に発生しました。
これらの現象がより近い間隔で発生すればするほど、その現象はより強力になります。

ディ・ロッシ教授は、オーロラの出現と地震が同時に起こった多くの例を挙げている。イタリアでは211日間のうち139夜、オーロラが観測され、93回地震が感じられた。地震とオーロラが同時に発生したのは46回である。[111]これら2つの現象に関連性がある可能性を考える上で、オーロラは地表からそれほど高くないこと、そして部分的に模倣できることを念頭に置く必要がある。日本のような地震国ではオーロラがほとんど見られないという事実は、 265この不完全な現象を地震の結果とも原因ともみなすことはできません。地震と特定の国におけるオーロラの出現が時として同時に起こらないということは、あり得ないことです。

忘れてはならないが、ストゥークリー博士は、1849年と1850年にイギリスを揺るがした擾乱について書いた際、地震と電気の現象を関連づけようとしたのだが、その年の天候は異常に暖かく、オーロラは頻繁に発生し、異常に明るい色をしており、また一年を通して火の玉、稲妻、閃光が目立ったと述べている。[112]

1751年のマーストリヒト地震の発生前にオーロラが観測され[113]、地震発生時には空に稲妻のような閃光が観測された。

ニューイングランド地震（1755 年 11 月 18 日）の前に空にきらめく光が見られ、また 1727 年に同じ地域で発生した騒乱の前にも奇妙な閃光が見られました。

1692年のシチリア地震に先立ち、空に奇妙な光が観測されました。地震の際には、イグニス・ファトゥイ（Ignis fatui）も観測されています。ベルテッリはオーロラ出現時に微小地震の擾乱を観測しており、同様の観測を行ったMS・ディ・ロッシは、オーロラと地震の間には密接な関係があると考えています。オーロラは地震の時期に発生するか、あるいは地震の代わりに発生すると考えられます。

266
第15章
気圧の変動と地震 – 気温の変動と地震。
気圧計の変化と地震。—気圧の低下を伴った地震と、気圧の上昇を伴った地震の例を多数収集したマレットは、どちらの例も他の例と同数あると結論付けている。1783 年のカラブリア大地震では、気圧は非常に低かった。ライン川の地震 (1828 年 2 月 23 日) の前に、気圧は徐々に低下し、その日に最低点に達した。地震の後、気圧は再び上昇した。1880 年 2 月 22 日の日本の地震でも、まったく同様の現象が見られた。チリで大地震 (1835 年 2 月 20 日) を観測したコールドクルーは、2 月 17 日と 18 日に気圧が 5/10 インチ低下したことを指摘している。同様の現象は、その後の小規模な地震の前にも観測された。地震の後、気圧は再び上昇した。ドーソン校長は、カナダの地震について語り、いくつかの地震は低気圧を伴っていたと指摘しています。

スイスの地震と大気圧の関係を調査したP.メリアンは、バーゼルで観測された22の地震のうち、267 1755年と1836年に発生した地震のうち13回は局地的な地震で、そのうち8回は急激な気圧変化を伴いました。残りの9回はバーゼルでわずかに感じられただけで、気圧の変化は観測されませんでした。1826年から1836年の間にスイスで感じられた地震36回のうち、30回は主にスイス国内に限定され、そのうち10回は気圧低下または気圧低下の時期に発生しました。

フンボルトは、地震が少ない国では、気圧の変化によって地震が発生するだけだと考えており、地震発生時にも気圧の規則的な変化が中断なく続いた例を挙げている。

1788年から1838年の間にパレルモで発生した57の地震を調査したフレデリック・ホフマンは、次のような結果に達しました。

気圧計は下がっていた 20件
「上昇」 16歳で
少なくとも 7インチ
最大 3で
未定 11で「[114]
MS ディ ロッシの観察によれば、イタリアの地震は主に気圧低下と大気圧の急上昇を伴って発生するようです。

1858年から1873年の間に発生した東洋の地震を調査したシュミット氏は、気圧が高いときには地震はまれだったが、気圧が低いときには地震が多かったと述べている。

気象庁長官新井郁之助氏から提供された、東京で感じられた地震396件（1875年5月8日～1881年12月）の表を調べたところ、次のような結果が得られました。

268

気圧計は上昇していた 169件
「落ちる」 154で
” ” 安定した 73年に
月平均以下 189年に
” ” その上 192年に
このことから、少なくとも日本においては、気圧計の動きと地震の発生との間に顕著な関連は見られないようである。

この問題を考える際には、気圧の低下が特定の火山や火山性岩石群に及ぼす顕著な影響を想起する必要がある。ストロンボリ島やトスカーナ州のいくつかの火山性岩石群から噴出する蒸気の量は、気圧と顕著な相関関係にある。石炭層から放出される火炎蒸気の量も同様で、気圧が低いときに最も多くなる。メルフィ近郊のヴルトゥレ火山は、天候の変化に応じて音を立てると言われている。これらの現象は、火山現象と気圧が直接的な関係にあることを如実に示している。

気温の変化。地震によって気圧計の高さに変化が起きるのであれば、気温、風、そして気圧計の高さと多少なりとも関係のある他の大気現象の変化も伴うであろうことは当然予想されます。

地震の後には気温が急激に低下することが何度も観測されています。1880年の横浜地震もその例です。

コッテは、リスボンの地震がヨーロッパ全土の気温に変化をもたらしたことを示そうと努めている。この地震の翌年には、嵐が例年よりも頻繁に発生した。

クルーゲは多数の 269地震発生時に気温が下がった例[115]

シベリアのキアフタでは、1856 年 12 月 27 日の地震の際、温度計が 12°R から 25°R まで低下しました。しかし、温度計が上昇した事例も数多く知られていることを忘れてはなりません。

ディ・ロッシ氏は、地震が最も多かった年に気温の記録が最も高いと指摘しています。例えば、1873年にイタリア中部と北部で地震が発生した際には、異常な高温が観測されました。日本の作家たちも、自国を揺るがした異常な暑さについて記しています。地震の前には地下水温が上昇することが知られています。

270
第16章
地震と火山現象の関係。
地震と火山噴火の同期性の欠如 – 地震と火山噴火の同期性 – 結論。
地震と火山噴火の関連性— 地震活動が活発な地域は、火山の数が多い地域とほぼ同程度であることは周知の事実であるため、これら二つの現象は密接な関係にあると一般的に考えられています。火山国の住民は、地震の発生源を探す際、必ずと言っていいほど周囲の火山に目を向けます。近隣の火山が活動状態にある場合、それは地震の激動に対する防御機構とみなされることが多く、そうでない場合は、地震の激動の原因とみなされます。いくつかの事例では、これらの両方の見解が明らかに裏付けられています。地震と火山噴火はどちらも何らかの大きな内部変動の結果であり、また、まず一方が、その後もう一方が同じ地域で発生する可能性があることを考えると、これらの内部力が一方の現象の発生に発揮された後では、もう一方の現象に現れる可能性は低いと予想するのは当然です。シチリア島とナポリの住民である私たちは、 271エトナ山とベスビオ山の噴火は地震に対する防御策であると考えられている。南米の一部の地域でも、その国が誇る火山に関して同様の信仰が見られる。

ナウマン博士は、過去 2,000 年間に日本で発生した大地震と火山噴火の記録を調査した結果、これらの現象の発生時期はほぼ一致することが多く、火山を形成するのに十分な力は同時に地面を揺るがすのにも十分であったという考えを示唆していることを発見しました。

火山噴火の際に発生した破壊的な地震、およびこれらの現象がかなり離れた間隔で発生した例の記録は、非常に数多くあります。

地震と火山噴火の同期性の欠如。南米の大地震の多くは火山噴火とは関係がないようです。

フックス氏によれば、カラブリアやリスボンのような火山地域以外で発生した世界各地の大地震は、火山の噴火と連動して発生したわけではない。

日本でも、サンドイッチ諸島や地球上の他の多くの地域と同様に、ほぼ毎日発生する小さな地震は、火山活動との顕著な関連を示さないようです。

1881年、東京の北約100マイルに位置する火山、夏岳が噴火した際、東京で感じられた地震は増加も減少もしませんでした。同様のことは、東京の南約110マイルに位置する火山島、大島が噴火した1876年から1877年の地震活動にも当てはまります。272 サンドイッチ諸島では、マウナ・ロア山は島々を揺るがす擾乱とは独立して噴火しているようだ。[116]

地震と火山噴火の同時性。―上記のような例は数多く挙げられ、一見すると地震と火山の間には全く関連性がないように見えるが、あらゆる大規模な火山活動にほぼ必ず伴うある種の地震を見逃してはならない。実際、例えば噴火開始時などに火山の震源で起こる突発的な爆発は、地震を引き起こす原因の一つとして挙げられている。このような地震は通常、蒸気と溶岩の圧力が噴出孔を見つけるまで継続する。記録されている地震の総数と比較すると、それらはごくわずかな割合を占めるに過ぎない。

これらの現象の間に存在する直接的な関連性は、すべての地震が火山噴火と関連しているという通説を広めるのに大きく貢献したことは間違いありません。この関連性が存在する例として、世界のほぼすべての火山国を挙げることができます。

このように、フックスは、1737 年 10 月 6 日に、北カムチャッカのクルチェンスカ大火山の噴火と同時に起こった動きによって、カムチャッカ半島と千島列島のほぼ全域が混乱したと述べています。

激しい地震と火山噴火が同時に発生したという最も古い記録の一つは、ヘルクラネウムとポンペイの崩壊に関する記録に見られる。ポッツオーリ近郊のモンテ・ヌオーヴォの隆起は、恐ろしい地震を伴っていた。[117]

273

1868年、アレキパ地震に伴い、北側にあるミスティ火山が噴火しました。火山までの距離は約14マイルです。

1789 年のキラウエア火山の噴火の際には、地面が揺れ動き、人が立つことができなくなった。

コスタリカのイラス火山の最初の噴火（1783年）は、激しい地震を伴った。[118]リスボン地震の際にフォホ山の斜面から噴出したとされる煙と炎は、火山活動によるものだと考える者もいる。一方、火山活動の痕跡が見られないフォホ山の斜面ではなく、海域で発生したと考える者もいる。

コンセプシオン大地震（1835年）の際、波が押し寄せる中、二つの大規模な海底噴火が観測されました。一つはキリキナ島の背後で、煙の柱のように見えました。もう一つはサン・ビセンテ湾で、渦潮を形成しているように見えました。海水は黒くなり、硫黄臭を放ち、大量のガスが泡となって噴き出しました。多くの魚が死にました。[119]

同じ地震で、フアン・フェルナンデス近郊、海岸から約1マイル（約1.6キロメートル）の地点では、海が沸騰したように見え、高い煙柱が空高く立ち上りました。夜には炎も見られました。

1861年、メンドーサが破壊され、1万人の住民が死亡したとき、メンドーサの麓にある火山が噴火しました。

1822 年にバルディビアで発生した地震は、近隣の山々の噴火を伴っていましたが、噴火はわずか数分間しか続きませんでした。

リグホーン地震（1742年1月16日～27日）の際、漁師たちは海の一部が荒れ狂うのを観察した。 274激しく高く舞い上がり、陸地に向かって突進する。[120]

1797年にリオバンバ山が破壊されたとき、近隣の火山は影響を受けなかったが、120マイル離れたパスト山はいつものように水柱を噴出することが突然なくなった。

1874年12月10日の夜、ニューイングランドで強い揺れが感じられ、 12月11日午前4時45分にはピレネー山脈のピック・デュ・ミディでも揺れが感じられました。12月中旬にはアイスランドで火山噴火が発生しました。[121]

これらの現象は、地殻の下の広範囲にわたる擾乱、あるいは広範囲に及ぶ地球の脈動の結果である可能性もある。しかしながら、これらの同時発生は偶然である可能性が高い。日本の北半分のような狭い地域だけでも、平均して1日に少なくとも2回の地震が発生する時期があることを思い出すと、これらの同時発生が存在しないということはあり得ない。より頻度の低い同時発生は、より大きな擾乱の間にも起こるはずである。これらの偶然の同時発生に加えて、世界の歴史において、地震が異常に頻発した時期があり、そのような時期には遠く離れた国々が同時に被害を受けたようである。歴史上における破壊的な地震の分布について語る際に言及されるこの周期の近似的な一致は、個々の地震の正確な同期を意味するものではない。

小さな地震、あるいはより正確に言えば、局所的な微動は、ほとんどすべての火山噴火に必然的に伴います。しかし、この種の微動は火口の外側ではほとんど感じられず、せいぜい噴火が起こっている山腹で感じられる程度です。

275

これらは、溶けた溶岩から噴き出す水蒸気の爆発作用によって発生します。

地震に続く火山噴火。—地震、または一連の地震の後に火口が形成されることもあります。

火山の噴火が地震による擾乱を終息させた例としては、1879年にその地域を揺るがした地震の続編として、イロパンゴ湖の中央に新しい火山が出現したことが挙げられる。[122]

1750年、マニラでは3ヶ月以上続く継続的な地震が発生しました。この地震は、近隣の湖の中央にあった小島の噴火で終息しました。この噴火開始から3日後、同じ湖にさらに4つの小島が出現しました。[123]

アントニオ・デュロアはアンデスについて語る際、火山噴火の後には震動が止まると述べている。[124]

結論：この問題を一般的に見ると、フックスによれば、火山噴火は夏に最も多く発生し、地震は冬に最も多く発生しているように見えることから、両者が共通の原因による異なる結果でない限り、この 2 つの現象には直接的な関連はないと思われます。

このように考えると、地震は火山形成の未完の試みと見なすこともできる。マレットの言葉を借りれば、「爆発力と衝撃力はどちらも同じであり、その程度が異なるだけである」。276 エネルギーの量、あるいはそれに対する抵抗の種類や程度によって左右される。」[125]

火山噴火がなくても地震が発生した例や、逆に地震が起こらない火山噴火の例は数多くありますが、火山は依然として「地殻の安全弁」とみなすことができ、内部のストレスを軽減することで地震の影響から私たちを守ってくれます。

コピアポで多くの地震が感じられるのは、近隣の山々に火山の噴火口がないことに起因している。

しかし、火山の保護効果を過大評価すべきではありません。サンドイッチ諸島では、隣接する山々の異なる高さに溶岩柱が立っており、これらの火口の間に地下でのつながりがないことを示しています。その結果、一方の山の周辺では非常に高い圧力が発生し、もう一方の山では圧力が緩和されない可能性があります。このような状況では、火山の噴火は近隣地域の保護にほとんど、あるいは全く影響を与えない可能性があります。

これは、近隣の山々の火山噴火口で異常な活動があったにもかかわらず、1835 年にコンセプシオンが破壊されたという事実の説明になるかもしれません。

277
第17章
地震の原因。
地震の原因に関する現代の見解 – 断層運動による地震 – 水蒸気爆発 – 火山の噴出 – 化学的劣化 – 天体の引力の影響 – 海洋潮汐の影響 – 気圧の変化 – 気温の変動 – 風と地震 – 雨と地震 – 結論。
地震の原因に関する近年の研究の結果、多くの研究者がこれらの現象を主に特定の原因に帰しているのが見られます。少数の研究者は複数の原因に帰しています。しかし、地震はしばしば複雑に作用する非常に多くの原因に帰することができるように思われます。主要な原因は、地熱、太陽熱、そして重力の影響の変化です。これらは地震の主因、時には直接的な原因となることがあります。二次的な原因は、主要な原因に依存するもので、例えば地殻の膨張と収縮、気温、気圧、雨、風の変動、太陽と月の引力による海洋や地殻の潮汐生成、地質劣化過程によって引き起こされる地表の応力分布の変化、等地温面の位置の変化などです。

これらの様々な原因が果たす役割 278振動、脈動、震えの発生について説明します。

断層運動によって生じる地震。—地球の振動に関する章では、隆起と沈降の現象を生み出す原因が簡単に示されています。

隆起と窪みに伴う応力の変化によって、亀裂が生じます。圧縮によって地殻を構成する岩石が押しつぶされるのと同様に、ダットン大尉の見解に倣い、これらの亀裂は張力によって形成されると結論せざるを得ません。隆起によって、地球の上部の硬い地殻が引き伸ばされ、亀裂が生じます。これらの亀裂や断層の急激な形成は地震を引き起こし、おそらくは火口も形成します。地震や火山活動が、急激な隆起の痕跡が見られる地域に多く見られることは、太平洋沿岸地域で顕著に示されています。

ラソールは、ヘルツォーゲンラートの地震は、ヴルムの石炭地帯を横切る大きな山の裂け目、フェルトビスと多かれ少なかれ密接に関係していると考えた 。 [126]地震発生時に広い範囲が突然隆起したり沈下したりするのは、これらの断層運動の結果である可能性がある。

日本の地震地域は、近年の急激な隆起の証拠が見られる地域であることは既に指摘されています。この地域で発生する特定の地震が断層運動の結果である可能性については、私たちの感覚と観測機器による証拠から明らかです。時折感じられる突然の衝撃や揺れは、ある岩塊が別の岩塊の上を滑り落ちたことを示しています。

地面が単純に引き裂かれた場合、この引き裂きによって一連の歪みの波が生じ、亀裂の面と平行な方向に振動する。この動きが複数の層に伝播すると仮定すると、279 周囲の観測点では、各観測点において同じ方向の振動が記録される。亀裂の走向の延長線上にある観測点では、振動はいわば で端から進むが、亀裂の走向に垂直な線上にある観測点では、振動は で 横から進む。

後者のような動きは東京でも記録されており、当時の観測では南側の断層や隆起地帯から来ることが知られていた地震が、一連の東西の動き、または伝播方向を横切る振動として記録された。

しかし、ここで言及しなければならないのは、横方向の動きのみが記録されるのは、通常の動きが消滅したためである可能性があるが、これは一般的にはありそうにないと考えられるということである。

したがって、ある種の地震と断層は密接に関連した現象であり、前者は後者の直接的な影響であると考えられる。断層は地球の振動と、地殻の平衡を乱す様々な原因によって引き起こされる。これらの現象の主たる原因は、熱分布の変化と重力の引力である。

地震は水蒸気の爆発に起因する。—フンボルトは火山と地震を共通の原因から生じるものとみなし、それを「地球内部の燃え盛る熱が硬い地殻に及ぼす反応」と定式化した。フンボルトの説明を明確な限界まで絞り込もうとした一部の研究者は、地震は地殻の下で突然水蒸気が噴出し、最終的に亀裂や裂け目から噴出することで発生するのではないかと示唆している。

蒸気が分離して蓄積する可能性があることを認める 280地球内部の冷却から放出された太陽の突然の爆発は、太陽自身の膨張力によるものか、あるいは太陽の発生源である泡立つ塊の動きによって引き起こされたのかもしれない。

しかし、蒸気を地球内部の太古の構成要素とみなすのではなく、地表から火山の中心まで水が徐々に浸透し、毛細管現象によって反対の圧力に逆らって火山の中心に取り込まれることによって蒸気が発生すると考える人もいます。

マレットはナポリ地震の記述の中で、観測された現象の全ては、亀裂に蒸気が入り込み、その壁に作用した膨張力によって亀裂が裂けたことで説明できると述べている。間欠泉で蒸気の急激な発生と凝縮によって生じる衝撃音と震えを感じるのと同様に、蒸気も地面の下で急激に発生し凝縮することで、強度の異なる一連の衝撃と中程度の振動運動を引き起こす可能性がある。つまり、私たちの感覚で判断する限り、多くの地震と似たような運動である。爆発の結果として断層、あるいは少なくとも亀裂が生じることはよくある。したがって、結果として生じる振動には様々な振動が含まれる可能性がある。爆発の衝撃によって生じる圧縮と歪みの振動もあれば、断層の開口によって生じた剪断作用によって生じる歪みのみの振動もある。これらの振動は、ある場合には顕著に現れ、またある場合には他の場合には顕著に現れる。したがって、地震の振動の性質から断層によるものであると判断された場合、蒸気爆発が関連している可能性も排除されるわけではない。281 擾乱の発生と関連して、マレットは海底の亀裂が火山活動の震源に水を送り込む可能性があるという説を提唱した。水が球状状態にある間に、多くの地震に共通する初期微動が発生する。これに続いて爆発、あるいは一連の爆発が起こり、地震の震源となる。

東北地方の地震が部分的に爆発行為によるものだと考えられる主な理由は次のとおりです。

1. 擾乱の大部分、おそらく 90 パーセントは海の下で発生し、そこでは地面は過剰な静水圧により常に水分で飽和していると考えられます。
2. 多くの図は、特定の擾乱において通常 1 から 3 個ある主要な振動が、ダイナマイトなどの爆発物によって生成される振動と同じ特性を持ち、最も大きくおそらく最も速い動きが発生源に向かって内側に向いていることを示しています。

ここで注目すべきは、世界の破壊的な地震の大部分は海底で発生しており、これはその後の波浪によってしばしば証明されている。また、火山国と同様に、地震国は主に海岸線が海中で急角度に傾斜している国であることも指摘しておかなければならない。つまり、深い水域に接する海岸沿いでは地震が頻繁に発生するということである。

火山の震源で発生する地震は、蒸気の爆発作用によると考えられる別の種類の擾乱を構成します。

火山の崩壊による地震。— 282火山の噴火口から灰や溶岩が噴出すると、周囲の地面が広範囲にわたって侵食されます。標高13,000フィート、周囲が少なくとも50マイルある富士山のような火山を考えてみると、その構成物質である大量の火山灰と鉱滓が、その麓の地下から運ばれてきたものであることを思い起こせば、地下の空洞の崩壊によって生じる地震が、これほど頻繁に起こらないのは不思議なことです。火山が一度噴火すると、噴出する溶岩の量は数十億立方フィートにも達します。1783年、アイスランドのスカプタス・ヨクニー山から噴出した溶岩の量は、「規模においてモンブラン山全体を上回る」と推定されました。[127]これらの噴火によって空洞ができ、この空洞化の結果として地面が不安定になり、さらに空洞化した領域の上に加わる荷重によって不安定性が増すと、時々地震が発生することは避けられないように思われる。

しかし、事実は、火山が安全弁として機能し、原則として噴火時または噴火直後に地震が止まることを教えてくれる。したがって、地震と火山噴火の関係は、火山の荷重を受けた地域は、その内部の崩壊と荷重の結果として、四倍の傾斜を持つという主張にもかかわらず、火山の下では一般に考えられているような内部の崩壊は起こっていないことを示唆しており、これらの原因によって発生する地震はごくわずかであると結論付けることができる。

地震と化学的劣化による地下空洞の形成を促進する強力な要因は化学的劣化である。その影響はしばしば定量的に測定されてきた。283 我が国の多くの温泉から毎日運び出される固形物の分析。石灰岩地域では、これは非常に大きな量である。ラムゼイ教授は、バースの温泉から毎年排出される鉱物質の量は、高さ140フィート、直径9フィートの柱に相当すると推定している。トスカーナ州サン・フィリッポでは、温泉から排出される固形物が、長さ1.25マイル、幅1/3マイル、厚さ250フィートの丘を形成している。[128] 地下における化学的劣化のその他の多くの例は、地質学の教科書に記載されている。

この化学反応によって、巨大な空洞が形成されます。火山の下では、噴出した物質はすぐに液体の物質に置き換わり、化学的分解の場合のように空洞が形成されることはないと考えられます。空洞が大きくなりすぎると、最終的には崩壊します。

大規模な掘削孔の崩落については、大規模鉱山で例が挙げられます。その結果、地震の揺れだけでなく、ある種の地震の揺れに酷似した騒音も発生します。そのため、南米の鉱山労働者は「ブラミド」という単語だけでこの両方を表現しています。[129]

多くの地震は地盤沈下によって引き起こされるという説を唱えたブーサンゴーは、地震でよく知られるアンデス山脈のような大山の沈下を示す証拠があることに注目しています。カパック・ウルクは、伝説によれば標高が低くなったとされる山の一つです。

山の高さの変化は注目に値するテーマです。山が空洞である可能性について、私たちは驚くべき結果を得ています。284 ハーシェル船長は、ヒマラヤ山脈付近の引力は、これらの山脈がもし堅固であったならば、本来あるべきほど強くなかったことを発見しました。O・フィッシャー牧師はこの現象について別の説明をしています。パルミエリは、カザミッチョラを壊滅させた大地震（1881年）は、温泉が町の地下の空洞を徐々に浸食したためだと考えています。この地震の極めて局所的な性質は、この見解を確かに裏付けています。

1840年にジュラ山脈のセルナン山を陥落させた地震も、水の溶解作用によって山の基盤が崩壊したことが原因とされています。この崩壊作用は、おそらく25年前に消滅した大きな泉が大きな原因であり、その後、この泉が山の基盤をゆっくりと崩壊させてきた可能性があります。この規模の地震は、主に岩塩、石膏、石灰岩など、多少なりとも溶解しやすい岩石がある地域に限られると考えられます。

地震と天体の引力作用。—地球に及ぼす最も重要な引力は、太陽と月によるものです。これらの影響により、海の潮汐、そしておそらく地殻の弾性潮汐も生じています。地球内部の流体には液体潮汐が存在すると主張する理論家もいます。しかしながら、地球内部の性質については、様々な意見があります。

近年まで多くの支持を得ていた説の一つは、地球内部は薄い地殻の中に閉じ込められた溶融物質の貯蔵庫であるというものでした。ホプキンスは、そのような地殻の最小の厚さは800マイルから1,000マイルでなければならないと示しました。そうでなければ、285 歳差運動と章動運動は干渉を受けるであろう。

ドロネー氏は、地球内部の流体には一定の粘性があるという仮説を立て、ホプキンスの見解に異議を唱えた。

ウィリアム・トムソン卿は、地球全体がガラスの球体よりも硬いという結論に達した。ジョージ・H・ダーウィン氏による粘性または半弾性の球体の潮汐に関する研究は、ウィリアム・トムソン卿の主張を補強する傾向がある。

一部の哲学者は、地球の中心部は非常に高温であるものの、圧力によって固体化し、外殻は冷却によって固体化するという見解をとっています。両者の間には、液体または粘性のある溶融物質の殻が存在します。

もう一つの議論は、地球の内部は固体かもしれないが、莫大な圧力によってその状態に保たれているだけであり、その圧力の解放によって液化している、つまり潜在的に液体であるというものである。

これらの見解とそれに対する賛否両論は現代の地質学の教科書すべてに載っているので、ここでは固体、部分的に固体、あるいは内部が完全に液体である地球に地震を引き起こす太陽と月の引力の影響について考察することにする。

太陽と月の引力の影響。— 1854年、MFザンテデスキは、地球がそれを引き付ける二つの光源の半径ベクトルの方向に常に突出する傾向があるという見解を提唱した。この突出の結果、振り子はある時、他の時よりもゆっくりと振れるはずである。ザンテデスキは、地震の周期がそれを裏付けているように見えると述べている。 286このような見方は、大潮の時期に小潮よりも多く発生するというジョルジュ・バグリヴィ（1703年）とジョセフ・トアルド（1770年）の著作に見られる観察である。[130]

地震学に大きな貢献をしたディジョンのペリー教授は、特定の季節に地震の数が圧倒的に多いのは、太陽と月の引力の影響で地球内部の流動的な潮汐が生まれ、それが固い地殻に作用して亀裂が生じるためではないかとの見解を持っていました。

近年その著作が大きな注目を集めているルドルフ・ファルブは、ペリーが示唆した見解を拡張したものとみなせる見解を提示している。

ファルブによれば、地球の内部は流体とみなされなければならない。この流体の貯留層の上層の地殻には亀裂や溝があり、月と太陽の引力によって流体がそこに引き込まれる。これらの亀裂に入ると、ガスの爆発や地下の火山活動とともに冷却が起こる。ファルブが提唱する内部潮汐を生み出す引力は、主に以下の要因に依存している。

1. 太陽と地球の近さと距離（1 月 1 日と 7 月 1 日）。
2. 地球に対する月の位置。27 日ごとに一度は地球に近づき、一度は遠ざかります。
3. 月の位相 ― 満月か新月か（朔望月）、または上弦月か下弦月か（四分位）。
4. 春分、赤道上の太陽の位置、そして地球の相対的な位置。
5. 赤道に対する月の位置。

287

6. 地球の「遠心力」と月の下弦の一致。
7. 月が黄道に入る場所、いわゆるノード。

地震がこれらの引力に完全に起因すると仮定すれば、その発生を予測することはすぐに可能になる。ファルブはまさにそれを実現し、彼の予言が的中したことで、彼は確かに名声を得た。

彼はまず大嵐の予言から始めた。1873年にはベッルーノの破壊的な地震を予言し、その地震を讃える詩を著した。この詩は後に『火山活動に関する考察と研究』に再録されている。その後、1874年にはエトナ山の噴火を予言した。さらに、紀元前4000年に大洪水が起こるはずだった理由を説明し、西暦6400年には同様の出来事が再び起こると予言した。

太陽と月の引力が地震の発生にどの程度影響するかという問題に取り組むとき、私たちが答えなければならない疑問は、月の引力があまりにも大きく、地殻をその弾性限界を超えて持ち上げることができるかどうかです。私たちは、月が水に対してどのような力を発揮するかを知っています。直径8,000マイルの半球状の殻を、その頂上部で地球よりも約2～3フィート高く持ち上げることができます。仮に固体の地殻が潮汐の見かけの上昇の100倍持ち上げられたと仮定しても、直径8,000マイルの半球状のアーチが、頂上部で200フィート持ち上げられたときに、破損する可能性はあるでしょうか？アーチの長さが12,000マイルだとすると、ここで私たちが問うべきことは、アーチを構成する材料が、頂上部が200フィート持ち上げられるほどに伸びるのに十分な弾性を持っているかどうかです。我々が到達すべき結果は、明らかにあまりにも明白なので、実際の計算はほとんど不可能であるように思われる。 288必要ではない。地球を固体とみなすならば、問題は地球の直径、つまり約8,000マイルに等しい長さの岩石柱を、破断することなく200フィート引き伸ばすことができるかどうかという問いに帰着する。これは、長さ1ヤードの岩石を1フィートの7万分の1まで引き伸ばせるかどうかを問うことに等しい。これは、最も高性能な顕微鏡でもほとんど検出できない量であることを考えると、答えを出す前に計算する必要はほとんどない問題であるとも考えなければならない。こうした問題を扱う方法を変えると、破断の危険なしに地球の地殻を隆起させたり伸ばしたりできる限界はどこなのか、という問いが浮かび上がってくる。例えば、岩石柱は破断の危険なしにどの程度まで引き伸ばせるだろうか。レンガのような材料の粘り強さや弾性係数に関する知識から判断すると、長さ8,000マイルの岩石を約半マイル伸ばせば破断すると考えられます。地球の表面が太陽と月の引力の下を通過する際に、高さがこの量の半分に等しい波が地球の周りを巡っているかどうかは、もし存在するならば、おそらくずっと以前に実証されているであろう現象です。

固体の球体や球殻が太陽と月の引力の影響を受けてどのように変形するかは、ラメ、トムソン、ダーウィン、その他の物理学者や数学者によって研究されてきました。

これらの貴重な調査の結果として私たちが導き出した結論は、地球の内部が流体であり、薄い殻で覆われているならば、巨大な 289弾性潮汐が発生しなければならない。この潮汐の存在に依存する必然的な現象として、地震発生の顕著な規則性が挙げられる。しかし、この顕著な規則性は存在しないため、地震は地球の薄い地殻に作用する太陽と月の引力によるものではないと結論せざるを得ない。地震の周期性は、ウィリアム・トムソン卿の結論を裏付けるものである。トムソン卿は、地球が極めて硬くなければ、必然的に生じる巨大な弾性潮汐は海水を上下させるのに十分であり、その結果、海洋の潮汐は消滅してしまうだろうと述べている。

地球が数学者や物理学者が想定する剛性を持っていると仮定したとしても、地球は月と太陽の引力に従って地球の周りを回っており、潮汐応力が生じます。この応力が危機的な状態にある領域に加わると、その領域が崩壊し、地震の原因となる可能性があります。したがって、これらの応力が最大になるときに地震はより多く発生するはずです。

月と太陽が及ぼす最大の応力、すなわち引力は、これらの天体が地球に最も接近している時、すなわち近地点と近日点、そして合、すなわち朔望の時に発生します。これらの特定の時期に地震が他の時期よりもわずかに多く発生するという事実は、月と太陽の引力がこれらの現象を引き起こす原因の一つであると考える強い根拠となります。

もし、他の季節と比べて、これらの特定の季節に発生する地震の数に顕著な違いがあったならば、地震は、ある程度の弾性潮汐の存在に起因するものであったかもしれない。290 事実によれば、月と太陽の引力は最大で、特定の季節に感じる地震の数をわずかに増加させる程度に過ぎず、したがって、これらの引力は、火山活動による地殻の崩壊、内包ガスの圧力、その他の原因によって崩壊寸前の地域に歪みが生じた場合にのみ、地震を引き起こすと考えられる。

地震と潮汐。地震は多くの場合、ある地域への過剰な荷重とそれに伴う破壊によって引き起こされると仮定すると、そのような荷重は潮位の上昇によって発生する可能性がある。日本の地震が潮位に起因するという説は、1618年11月7日付のリチャード・コックスの日記に見られる。彼は次のように記している。

「そして、私たちが戻ってきたとき、10時頃、大きな地震が起こり、多くの人が家から逃げ出しました。そして、その翌夜も同じように地震が起こりました。この地方は地震によく見舞われるからです。そして、一般的に知られている地震は、常に満潮時に起こるものです。つまり、満潮時に地下の洞窟に大量の風が吹き込み、その後海水が流れ込んで出口を塞ぐことで、これらの地震が起こり、風が通る場所がなくなると考えられています。」[131]

コックの「閉じ込められた風」に関する見解には同意できないかもしれないが、地震の発生と潮汐の状態を比較することは正当な研究であるように思われる。潮汐の上昇によってある地域に生じる応力は、気圧の変化による応力よりもはるかに大きいため、291 顕著な関連性が見つかるであろう。しかし、これまでの研究では、ある地域から荷重が解放されると地震動が頻繁に発生する傾向があることが示されているため、干潮時に地震が最も多く発生する可能性も否定できないわけではないことを忘れてはならない。WSチャップリン教授は日本でこの調査を試みたものの、潮汐に関する必要な情報が得られなかったため、この興味深い研究を断念せざるを得なかった。

潮の満ち引き​​が1フィートごとに、潮の満ち引き​​が起こる領域には、1平方フィートあたり62ポンドの荷重がかかります。この荷重は均等に分散されるのではなく、海岸線で突然止まります。最後に、多くの海岸線が同時にこの荷重による応力を受けるわけではないことに注意が必要です。例えば、日本は水平に置かれたアーチと考えることができます。このアーチの頂上付近の領域は、太平洋を横断する津波によって、支点付近の領域よりも先に荷重を受けます。さらに、頂上には水平方向の圧力がかかります。もし日本がいかだだとしたら、潮の満ち引き​​が進むにつれて、その弓状の形状はまっすぐになる傾向がありますが、波が支点を通過するにつれて、曲率が大きくなります。

G・ダーウィン教授は、潮汐荷重による海岸線の隆起量と沈降量を計算しました（336ページ「地球の脈動」参照）。この計算結果は、これらの荷重が、程度の差はあれ危機的な状況にある地域の安定性に相当な影響を及ぼす可能性があることを示唆しています。

J・カルーザーズ氏は、潮汐作用が地球の自転を遅らせることによって、火山活動や地震活動と一般的だが間接的な関係があるかもしれないと示唆している。この遅らせによって極軸は長くなり、292 引張応力が誘発され、結果として亀裂が生じる。地球内部の流体はもはや拘束されなくなり、極方向に移動し、赤道部分は支えられなくなり、徐々に崩壊する。主要な亀裂は南北に、二次的な亀裂は東西に生じる。[132]

潮位の上昇に伴い、火山活動が活発化するという説は、何年も前に提唱された。潮位の上昇が地震とどの程度直接的に関連しているかを判断するには、必要な記録をまだ精査する必要がある。

気圧の変動。―気圧の急上昇によって、その上昇が起きた地域にかかる莫大な荷重を考えると、この上昇が時として地殻の崩壊を引き起こす最終的な原因となることは容易に想像できます。1インチの気圧上昇は、その上昇が起きた地域の1平方フィートあたり約72ポンドの荷重がかかることに相当します。一方、気圧の低下は荷重が除去されたことを示し、地下の力が逃げようとして発揮する弾性力は、抵抗が弱まることでこれらの結合を破り、地震を引き起こす可能性があります。このような理由から、地震の最終的な原因はしばしば気圧の変動に帰せられてきました。日本では、気圧の高い地震と低い地震の数はほぼ同じです。

気圧変動が地震発生の最終原因としてどの程度作用したかは、気圧変動の発生時期を比較することで判断できる。293 変動と地震が発生した時間。

気圧変動に関する3つの重要な法則は次のとおりです。

1. 世界では、一般的に平均気圧は冬に最も高くなります。（例外はアイスランド近海と北太平洋です。）
2. 夏季と冬季の月平均気圧は、赤道付近と大洋上では差が最も小さく、大陸上および一般的に緯度が高くなるにつれて差が大きくなります。
3. 気圧の変動が最も大きくなるのは、通常、冬です。

一般的に冬季の方が夏季よりも地震が多いことから、これらの法則の第一法則は、その季節に地殻に作用する荷重が大きいことが原因である可能性を示唆している。第二法則は、冬季と夏季の地震の区別は高緯度地域で最も顕著であるはずであることを示唆しており、257ページの表を参照すると、観測結果によってそれが裏付けられていることがわかる。冬季と夏季に同数の地震が発生する国は、主に低緯度地域である。しかしながら、記録が残っているこれらの国の数は少ない。

地震が気圧の上昇によって引き起こされるという考えに反する事実は、シュミットやロッシの観測結果などから、地震は主に気圧が低いときに発生することがわかっている。

これらの後者の観察が将来の研究者によって一般的に真実であると判明すると仮定すると、大気圧の緩和が地震の発生に影響を与えると結論せざるを得ない。このような294 この結論は、気圧の第三法則、つまり冬季に気圧が低くなる機会が増えるという事実と部分的に一致するでしょう。

この問題を検討した他の研究者には、ヴォルガー、クルーゲ、アンドレス、そしてポリがいます。ポリは、地震と回転する嵐との関連性を探求しました。回転する嵐の中心では通常、気圧が異常に低下します。このような急激な気圧変化が生じた領域が危機的な状態にあったとすれば、ポリが言及するような嵐が地震を伴うことがあることは容易に想像できます。

気温の変動。気温の変動は太陽の影響を受けているため、地震と温度計の読みの間には関連があると言えるでしょう。確かに地震は主に寒い時期や冬に発生します。同様に、気温の変化は気圧の変動と密接に関連しており、気圧の変動は地殻の変形に直接影響を与えると言われています。したがって、地震現象は間接的に気温の変動と関連しています。気温の上昇は通常、気圧の低下を伴い、これが地震発生に好ましい条件となる可能性があります。

太陽熱を地殻の膨張や収縮を引き起こす要因とみなすと、温度変動が地震の直接的な原因となります。しかしながら、地震の発生と異常な温度変動が時折同時に観測される可能性はあるものの、太陽熱は地震の最終的な原因とはほとんど、あるいは全く関係がない可能性が高いと考えられます。

風と地震。—それは 295強風が山脈に多大な圧力をかけ、不安定な平衡状態にある岩石の塊を崩すような応力を時々生じさせる可能性があることを認めるならば、嵐と地震の発生の間に確認されている同時発生は、通常、偶然に同期した出来事としか考えられない。

嵐は通常、気圧の低下を伴い、気圧の低下と地震の関係が議論されてきました。

雨と地震。地震が雨季や雨期と時折同時に発生することが既に示されている。地表の水分飽和、あるいは火山活動の震源地への水分の浸透が地震の直接的な原因であるかどうかは断言が難しい。しかし、雨は気温の変化、気圧の変動、風といった現象に左右されるため、雨と、これらの水分の降下と偶然同時に発生する地震は、より一般的な原因による合致した結果とみなすべきである。

結論：地震と他の現象の関係について議論するのは容易であるが、地震の主因は地球の内因性にあると結論せざるを得ない。太陽や月の引力や気圧の変動といった外因性現象は、これらの現象の実際の発生にはほとんど影響を与えず、その最大の影響は特定の季節に地震の発生数をわずかに増加させることである。したがって、これらの現象は時として最終原因とみなされることもある。地震の大部分は火山活動の震源における爆発によるものである。これらの爆発の多くは海中で発生しており、おそらくは296 亀裂から水が地下の加熱された岩石に浸入することで発生する地震もあります。少数ですが、実際の火山で発生する地震もあります。また、岩石層の突然の破壊や断層の発生によって発生する地震もあります。これは、エレベーターの圧力による応力に起因する可能性があります。最後に、地下掘削の崩壊によって発生する地震があります。

297
第18章
地震の予測。
予言の一般的な性質 – 異常な現象の観察による予言（泉の外観と味の変化、地下の音、初期微動、地震予言者 – 動物による警告など） – 地震警報。
予測の一般的な性質。地震学が研究されて以来、その研究者の主な目的の一つは、地震の発生を予知できる手段を発見することであり、様々な国の研究者が地震の発生を他の顕著な現象と関連づけようとした試みは、この方向への試みとみなすことができる。

こうした災害の接近を予兆する能力は、地震多発国に住むすべての人々にとって、間違いなく計り知れない恩恵となるでしょう。そして、国内外でなされてきた試みは、極めて称賛に値します。地震が頻繁に発生するほとんどすべての国において、こうした地盤の変動は、一般の人々が地震の接近と関連付けていると考えられる特定の現象と、多かれ少なかれ関連づけられています。

もし予測が一般的な言葉で与えられ、それが時間のみに言及していたら、平均して世界では1日に数回の揺れがあるのだから、298 予測は常に検証される。さらに進んで、特定の日に特定の国で地震が発生すると予測したとしても、多くの場合、私たちの予見力は的中しなかったことがわかるだろう。例えば、平均して1日に1、2回は揺れる日本では、予測が全く当たらないのであれば、偶然の法則に反することになるだろう。

地震を事前に警告する人々に求められるのは、地震が発生する時刻だけでなく、発生する地域についても示唆することです。地震活動が最大となる明確な期間がある地域、つまり10日間または14日間地震が発生しない地域に住んでいる人々は、多くの場合、今後数日以内に地震が発生するという予言が的中するでしょう。また、大きな地震が発生した場合、短期間のうちに2回目または3回目の小規模な地震が発生するという予言も的中するでしょう。

私が親しくしているある人たちは、蒸し暑い空気や、ある種の重苦しさを感じることで地震が来ることを予知できると自らを納得させているようで、地震が近づいているという本能的な感覚が湧き起こる。

1827年から1847年の間にニューイングランドを揺るがした多くの地震の数分前に、人々は胃の変化によってこれから起こる大混乱を予知することができたと言われています。[133]地震の多い国に住み、地震に驚いた多くの人々が、時折、神経質に予期せぬ出来事を経験することは間違いありません。

著者自身もそのような感覚を経験したことがあるが、それはおそらく、 299地震の季節であること、数週間にわたり地震がなかったこと、そしてそれに伴い不安が増していることを知った。そのため、彼は来たる地震に備えて機器を綿密に準備しただけでなく、友人たちにも同様のことをするように手紙や電​​報で伝えた。

これらの推測は、時として正しかったことが証明されることもある。注目すべき例の一つは、1880年2月22日の激しい地震の数時間前、彼が横浜の友人と連絡を取り、観測機器が正常に作動しているか確認するよう依頼した時である。しかしながら、彼の予測が誤っていることの方が多かった。この件に関して彼が指摘してもらいたいのは、彼の手紙を受け取った直後に地震が発生した事例は注意深く記憶され、しばしば言及されているのに対し、地震が発生しなかった事例は完全に忘れ去られているように見えるという点である。彼がこれらの事実に言及するに至ったのは、それらが、過ぎ去った時代に起こったこと、そして特に未開人の間で今も起こっていること、すなわち、注目すべき出来事の記録は生き残り、日常的な出来事はすぐに消え去るという事実を実証しているように思われるからである。もしすべての予言の記録が保存されていたら、大部分の場合には予​​言は間違っていたが、実際に当たった例はごくわずかだったことが判明する可能性が高い。

自然現象の観察による予言。—上記の発言は、パドヴァのアントニオ・ファヴァロ教授が書いた古代哲学者の予言を理解するのに役立つかもしれない。[134]キケロは『占いについて』の中で、この主題について「神はこれほど多くのことを予言したことはない」と述べている 。300ファヴァロは、これらの予言は自然観察の結果であり、地下から放出されるガスの変化、泉の水の色、味、水位、温度などの変化によって、地震の兆候が告げられていた可能性があると指摘している。

1843年、イスキア島の司教は住民に迫り来る地震を予知し、多くの命を救うことに尽力しました。迷信の時代であれば、当然ながら司教は預言者とみなされていたでしょう。しかしファヴァロは、この予言はミネラルウォーターの特性変化に見られる前兆に関する知識に基づいていたのではないかと考えます。

1851 年にメルフィで起こった衝撃は、カプチン会の神父たちによってこのように予言されていました。彼らは、自分たちの家の近くの湖が泡立ち、荒れ狂うのを観察していたのです。

地下の音は、地震が迫っていると人々に信じさせた。リマの囚人であったヴィドゥアリは、このようにして都市の滅亡を予言した。

1868 年にイキケで非常に大きな地震が起こったとき、その前に住民たちは地下から聞こえる大きな音に怯えていました。

地下での騒音が地震にかなり先行して発生するというのは事実のようですが、同時に、地震が発生していなくても同様の騒音が発生することがよくあることも忘れてはなりません。

農民たちは1831年に地下の音によってサン・レモの地震を予言した。

1873 年にバルド山を揺るがした地震の前日、サンタ・クローチェ湖の北にあるプオス村の住民は地底からの音を聞いた。

301

1783 年にカラブリアとシチリアを襲った地震の前には、シチリア海岸に大量の魚が現れ、カリュブディスの渦が異常な興奮状態を呈したと言われている。

フェレキュデスはロヴァン城の非常に深い井戸の水の味から、ラケデーモンとヘルムの地震を予言したと言われている。[135]

リスボン地震に関する記事の筆者は、「24日以降、10月31日の午後と同じ予測が見られ、不安を感じた。つまり、天候は厳しく、北風が吹き、海から霧が立ち込め、噴水の水は黄色い粘土色に染まり、そして」と述べ、「25日の深夜から朝にかけて5回の揺れを感じた」と付け加えている。[136]

現在、ルドルフ・ファルブは、太陽と月の引力の影響に基づく理論に従って、地震が予想される時期を教えてくれます。

地震には時折、物理的な説明はできないものの、前兆が伴うことは疑いようがありません。また、特定の地域では、ある季節に他の季節よりも地震が発生しやすいことも知られています。このような知識を活用して地震を予言するならば、それは直ちに特定の自然法則を適用した結果となり、一般に受け入れられている意味での予言とはみなされません。友人の到着を知らせる電報を事前に受け取ることで、その到着を予言するのと同じことです。

古代人や、感情の結果として地震の到来を記録した現代の人々を、前兆の知識として認めるのではなく、多くの場合、302 それらの予測の記録は、偶然の推測の存続として、そしてそれ自体が無用なものの存続の例として記録されている。

このような偶然の出来事が無学な心に迷信を生じさせる影響については、これまで何度も論じられてきたテーマであるが、それを根絶することの難しさは、1873 年にニューファンドランド島を旅行中に TB ロイド氏と筆者が目撃した次の事故から容易に理解できるだろう。

私が言及している当時、私の同行者はグランド・ポンド下流の急流をカヌーで下っていました。そこは事実上無人地帯で、インディアンの罠猟師に出会うのは年に一度くらいのことだったかもしれません。急流を下っている最中、インディアンの一人、ルーベン・スーリアンが川の片岸を遡上する鹿を撃ちました。岩に飛び散った血痕が、鹿が撃たれたことを物語っていました。その後も数発の銃弾が発射され、誰もが鹿は死んだと信じました。スーリアンは鹿が倒れたとされる場所まで急いで追跡しました。しばらくして彼は戻ってきましたが、鹿の痕跡は全く見つかりませんでした。彼はひどく動揺しましたが、やがて悲しげになり、鹿の突然の失踪は、親族の誰かが突然亡くなったことの確かな兆候だと言いました。約 2 時間後、ロイド氏のグループは川を遡上してくるインディアンの一団と出会った。4 週間ぶりの出会いだった。彼らは、スーリアンの妹が海岸で亡くなったばかりだと伝えた。

南米北部では、ある特定の衝撃を予兆するものとして、T字型の枠に取り付けられた小さな鐘（cruz sonante）を鳴らす予備振動が知られている。しかし、（trembloron）という音を発する人々もいる。303 地震の予見力に恵まれていると考えられており、その判決は非常に信頼されています。

カラッカスでは、川沿いの郊外のほぼすべての通りに、地震予言者カサンドラが一つか二ついると言われています。中には、今後の地震を予言するだけでなく、特定の通りの変遷まで予言する者もいます。[137]しかし、地震予言者は決して新世界に限られているわけではなく、地震が感じられた国々の歴史の中にも、多くの例が見出されます。

1691年4月4日にロンドンで地震が起こると予言した狂気のライフガードの話はその一例です。1742年にリボルノ島で発生した地震について記したパスケル・E・ペルディーニ神父は、「ミラノの占星術師が1月27日にこの地震を予言した。この『不運』によって、占星術師は預言者や聖なる福音よりも多くの信仰と名誉を得た」と述べています。彼が2度目の地震を予言する前、人々はリボルノ島から避難しました。

動物が発する警告。—動物が発する警告の研究もまた興味深い。カラッカスの原住民の中には、犬、猫、トビネズミといった予言的な四足動物を飼っている者もおり、それらの落ち着きのなさから、迫り来る危険を予感している。

1812年のカラカスの大惨事の前に、スペインの牡馬が厩舎から逃げ出し、高地へと逃げ出しました。これは、これから起こる災厄を予感させるものと考えられていました。1822年と1835年にチリを揺るがした擾乱の前には、まるで海底擾乱の始まりを警戒したかのように、大量の海鳥が内陸へと飛来しました。この擾乱の前には、 304最後の衝撃は、犬たちが全員タルカワノ市から逃げ出したということだ。

地震警報。地震の予知に関してここで述べたことは必然的に不完全なものである。一般に地震の到来を予知できるとされている兆候の多くは、すでに前章で言及されている。これらの変動を支配する法則を適用することで、地震の到来に備えることができるようになるという希望は、決して不合理なものではない。

地面の動きによって閉じられる電気回路により、私たちはすでに周辺地域の住民に動きが近づいていることを警告できる状態にあります。

1マイルあたり4秒の速度で伝播する地震が、もし15マイル離れた観測所に向けて大砲を発射する回路を閉じることができれば、その地点の住民に1分前に避難するよう警告を与えることができるだろう。オーストラリアと太平洋西岸の住民は、南米の地震による破壊的な海波の到来を電信通信で18時間から25時間前に知ることができるだろう。

このような警告には価値があるかもしれないが、最も必要なのは、地震の中心地とその近くの住民に、これから起こる騒乱を警告することである。

地震の観測結果が何をもたらすかは問題である。

微小地震観測によって、土壌の微細な動きがいつどこでピークに達するかが分かるようになれば、地震発生地域における人々の安全確保に大きく貢献することになるでしょう。

トロモメーターの動きが気圧計のような上昇の警告となるかどうかについては、 305これらが地殻の下の活動によるものなのか、それとも大気圧の変化によって生じる地殻の振動だけによるものなのかは、まだ調査されていません。

地震の前兆となる可能性のある他の現象としては、岩石地殻が破壊される前にかかる応力によって生じる現象、あるいは地表下の加熱された物質の位置や状態の変化によって生じる現象などが挙げられます。こうした現象の一例として、地震現象と非常に密接に関連していると考えられる電気的擾乱が挙げられます。

地震発生時には電信回線が不通になることがありますが、地震発生前に何が起こるかについては、まだほとんど情報がありません。地震警報は多くの国にとって重要であり、注目に値します。

地球の動きとそれに伴う現象に関する知識が増えるにつれ、法則が徐々に定式化され、将来、地殻変動が増加すると、多くの港の柱の上にある球が船乗りに嵐の到来を警告するのと同じくらい確実に、棒に沿って徐々に上昇する大きな黒い球が、陸の住民に地震の到来を警告するようになることはほぼ間違いないでしょう。

306
第19章
地震の揺れ。
人工的に作り出された微動 – Kater、Denman、Airy、Palmer、Paul の観測 – 自然微動 – Zöllner、M. d’Abbadie、GH、H. Darwin の観測 – 日本での実験 – 地震計、マイクロホン、振り子を使用 – イタリアでの研究 – Bertelli、Count Malvasia、M. Di Rossi – イタリアで使用された機器 – トロモメーター、微小地震計、マイクロホン – イタリアで得られた結果 – 日本 – 微小地震動の原因。
ここ数年、地面の微小な振動に関する研究にかなりの注目が集まっています。これらの振動は、肉眼では通常認識されずに通り過ぎてしまいます。これらの振動は地殻変動と呼ばれます。その発見は、帰納的推論の結果ではなく、偶然によるものと思われます。哲学者たちが精密な測定と観測を行うために天文機器やその他の機器を考案するや否や、彼らは微小な地震という敵と戦わなければならないことに気づいたのです。

人工的に作り出された地震。—この種の人工的な振動は私たちの町々に存在し、鉄道線路の近くでは列車が通過するたびにその振動が感じられます。高倍率の顕微鏡を使ったことがある人なら、地面のわずかな振動が、観察対象の見かけの動きとしてどれほど目に見えるか容易に理解できるでしょう。

307

ケーター大尉は、車両の揺れによって生じる振動のため、ロンドンでは振り子実験ができないことに気づいた。人工的に作り出した地震動を観察したデンマン大尉は、貨物列車が砂岩の上の湿地帯で1100フィート離れた地点まで地震動を及ぼすことを発見した。しかし、砂岩を貫くトンネルの上空では、地震動は垂直方向には100フィートしか及ばなかった。

人工的に作り出された地球の振動が天文観測者に及ぼした問題の一例が、約20年前、グリニッジ天文台で発生しました。水銀皿に反射した星の反射を利用して太陽面通過円の視準誤差を測定した際、特定の夜に水銀表面が激しく振動し、観測者が真夜中を過ぎても観測を完了できないことが分かりました。これらの振動が発生した日付をいくつか調べたところ、祝日や銀行休業日と重なっており、その日にはロンドンの貧困層がグリニッジ公園に集まり、天文台のある丘を駆け下りたり転がったりして楽しんでいました。これらの日には、水銀の振動がひどく、近隣の公園から人々が追い出されてから2、3時間経過しないと観測ができないことが判明しました。[138]

この困難を回避するために、ジョージ・エアリー卿は水銀皿をゴムバンドで吊るし、侵入者を食べることに成功した。

1874年にニュージーランドで金星の太陽面通過観測に従事していたH・S・パーマー中佐（RE）は、308 隣接する鉄道に侵入した。敵の攻撃から逃れるため、彼は機器を穴に隠した。深さ3.5フィートの穴があれば、十分に防御できると考えた。線路から約400ヤード（約380メートル）離れており、妨害波が伝播した土壌は粗い小石混じりの砂利だった。[139]

ワシントンにアメリカ海軍天文台が設立される以前、H・M・ポール教授は安定した地盤を発見するための地震動調査を委託されました。この実験の結果は非常に興味深いものでした。水銀皿に映った星の像を観察することで、1マイル（約1.6キロメートル）離れた場所から列車の通過を検知できるのです。列車が近づいてくる音よりも先に、像の震えで列車の接近を察知できるのです。ある観測点では、地震動は峡谷によって遮断されているように見えました。地層は砂利と粘土でした。[140]

人工的に作り出された地震のこれらの例は、他にも数多く挙げられるでしょうが、その本質について何かを教えてくれるという理由から挙げました。これまで地震は、避けたり破壊したりする必要のある侵入者としか考えられていませんでした。しかし、これまで述べてきたように、地震は表面的な擾乱であり、非常に遠くまで伝播するようです。伝播距離は、伝播媒体、最初の擾乱の強度、そしてその持続時間に依存しているようです。誰もが容易に観測できるにもかかわらず、これまで見過ごされてきたこれらの人工的な擾乱を観測することは、間違いなく研究にとって有益な情報源となるでしょう。

自然の揺れ。次に、自然現象による土壌の微視的な変動について考えてみましょう。 309原因。これまでのところ、それらの検出に適した機器が設置された場所ではどこでも記録されているようであり、地球全体の表面に共通している可能性も否定できない。

地震に関してなされたより明確な観察のいくつかは、月と太陽の引力の影響による鉛直偏差に関する実験に関連して行われたものである。

ツェルナー教授は、月と太陽の引力による高度の変化を測定するために水平振り子を発明しましたが、その計測器は非常に敏感で、測定値が常に変化していることに気づきました。

土壌の小さな撹乱に関して行われた最も興味深い観察は、M. d’Abbadie によるものでした。彼は、大西洋から 400 メートル、海抜 62 メートルに位置するアンダイエ近郊のスベルノア県アッバディアで実験を行いました。土壌はローム質岩石でした。M. d’Abbadie はここで高さ 8 メートルのコンクリート製の円錐台を作り、その中央に垂直の穴または井戸をあけ、その穴または井戸を円錐台の 2 メートル下の固い岩盤まで延ばしました。この穴または井戸の底には水銀の水たまりができ、穴の上部に設置された交差するワイヤーの像を反射しました。これらの交差するワイヤーとその反射は、顕微鏡で観察されました。観察は、ワイヤーの実像に対する反射像の変位と方位角を記録することでした。この構造が5年間静まるのを待った後、ダバディ氏は観測を開始しました。水星の表面が静穏なのは稀なことでした。空気も周囲の海も全く静穏なのに、水星が激しく動いているように見えることがありました。時には、まるで微小な地震で水星が揺さぶられたかのように、反射像が消えることもありました。

310

像の相対的な位置は、潮汐の状態によって部分的に左右されていました。全体として、これらの動きは非常に奇妙であったため、ダバディ氏はその原因について一切推測しませんでしたが、観察した変化の原因は、時には天文学的でも温度測定学的でもないことにも言及しています。これらの観測は、地球の振動ではなく、水位の変化を判定することを主な目的としており、1868年から1872年にかけて行われました。[141]

ケンブリッジにおける観測。もう一つの示唆に富む観測は、1880年から1882年にかけて、ジョージ・ダーウィンとホレス・ダーウィンがケンブリッジのキャベンディッシュ研究所で行った観測である。これらの実験の主目的は、月の引力によって生じる重力の不穏な影響を判定することであった。しかし、得られた結果は、ケンブリッジの土壌が絶え間なく振動している状態にあり、月が使用した機器に及ぼした引力は、地震の揺れによって生じる影響の大きさによって覆い隠されてしまうことを示した。そのため、実験は中止せざるを得なかった。

この装置の原理は、サー・ウィリアム・トムソンが考案し、グラスゴーの彼の研究室に設置したものと似ていました。ケンブリッジでダーウィン兄弟が設置したこの装置は、簡単に言うと、純銅の巨大な円筒形の振り子が、石の支柱から伸びる中空の円筒形の管の中に、長さ約1.2メートルの銅線で吊り下げられていました。そこに2本の絹糸で小さな鏡が吊り下げられ、そのうち1本は振り子に、もう1本は石の土台に固定されていました。ランプから鏡に送られた光線は、7フィート離れた目盛りに反射され、この拡大によって振り子の相対的な動きが測定されました。 311石の支柱​​は5万倍に拡大された。装置は様々な方法であらゆる偶発的な外乱から遮断されていた。光点は望遠鏡を使って別の部屋から観測された。この装置は非常に繊細で、16フィートの距離からでも、体重を片足からもう片方の足に移すと光点が目盛りに沿って動くほどだった。この装置は非常に敏感だったため、水を満たした溝によって周囲の土壌から遮断され、装置全体が水中に浸されて小さな振動が減衰されていたにもかかわらず、地面が常に揺れているように見えた。実際、これらの動きは非常に持続的で不規則であったため、月の引力による擾乱と区別することは不可能に思えた。[142]

このような観察の結果、私たちが住んでいる地面は、おそらくどこでも実質的に絶え間ない振動状態にあるという事実が、世界に徐々に認識されるようになりました。

このため、地球の運動の研究に興味を持つ人々は、運動を支配する法則を最終的に発見したいという希望を抱き、運動を記録するための特別な装置を開発するに至った。

日本での実験。日本で使用されてきたより単純な形の装置は、地震計の精巧な形と言えるでしょう。これは、地震の揺れを記録するだけでなく、小さな地震の発生も記録します。

小さな地震を記録するために使用できる簡単な装置は、小さなコンパスの針を使って作ることができます。

軽くて小さくて感度の高いコンパスの針を 312テーブルに釘のような小さな鉄片を近づけると、針は極めて不安定な平衡状態になることがわかります。テーブルを軽く叩いたり揺すったりするだけでこの状態は解消され、針は鉄片に向かって飛んでいき、そこに留まります。針と鉄片を電気回路の極として支えることで、動きが起こった時間をかなり正確に記録することができます。

このような粗雑な装置によって、多数の小さな地球の擾乱が記録されました。

日本で使用されているもう一つの装置は、精巧に作られた回路閉鎖器です。この装置の動きは、回転盤上で円を描いている鉛筆を電磁石で偏向させることで記録されます。回転盤は紙で覆われた木製の円盤で、一般的な時計の時針軸に固定されていました。

日本で使われていた3つ目の装置は、3ペンス硬貨ほどの大きさの鉛板を短い輪で支えられた硬い支柱に吊るしたもので、そこから長さ約5cmの細い針金が伸び、金属板の穴を自由に通過する構造となっていました。支柱がわずかに動くだけで、小さな鉛の振り子が振動し、その針が金属板の穴の片側または反対側に接触して電気回路が閉じる仕組みでした。

日本で用いられた、より洗練された装置は、ケンブリッジのダーウィンが使用した装置に類似していました。この装置は、鏡の偏向が装置をリセットするまで保持されるように設計されており、これにより各観測の間に生じた最大の擾乱が記録されました。

313

これらおよびその他の工夫に加えて、マイクを使った実験も行われました。

使用されたマイクロホンは、長さ約3センチの小さな両端が尖った炭素鉛筆で、水銀が充満しており、別の炭素片に開けられた軸穴（電気回路の端子）に垂直に支えられていました。これらのマイクロホンは、地面に深く打ち込まれた杭の先端にねじ止めされていました。杭の底部は、油をたっぷり塗ったガラスのシェードで覆われていました。杭は、約2フィート四方、深さ2フィートの小さな穴の底に埋め込まれていました。穴には箱が敷かれていました。箱は蓋で覆われ、9インチ（約30センチ）の深さまで土が入れられていました。これらの穴の一つは家の前の芝生の真ん中にあり、もう一つは家の裏手の丘の麓にありました。マイクロホンからの配線は箱の側面を通って竹筒に入り、そこから私のダイニングルームと寝室まで伸びていました。回路の一つには、ダニエル電池3個、電話1台、そして小型の検流計が取り付けられていました。私がガルバノメータを使ったのは、マイクロフォンが十分に動いて電話に音が出ると、ガルバノメータの針も動くことを発見したからです。私が留守の間に磁針が動いたとしても、その動きによって磁針が小さな鉄片に接触し、磁針は偏向したままになります。

この装置の感度の高さは、人がマイクから6フィート以内の芝生の上を歩くと、一歩ごとに電話機がきしみ、検流計の針が揺れて鉄に接触するという事実から判断できる。芝生の上を走り回る犬には影響はなかった。直径1～2インチの小石を投げると、 314電話機が家の中に落ちてマイクの穴の近くに落ちたため、電話機が鋭いきしみ音を立て、針が動いた。

この装置から私が受け取った記録の性質は、私の書類からの次の抜粋から判断できるでしょう。

  うーん

1879年11月12日 午後7時針の接触
7 2 „ 針を合わせるのが難しい
7 3 „ 針の振動と電話のきしみ音
7 4 „ „ „ „
7 5 „ „ „ „
7 6 „ „ „ „
7 10 „ あと3回
7月11日「再び」
そこで外に出て、カバーを外し、マイクを調べました。異常は見当たりませんでした。小さなアリが一匹いるだけでした。機器に近づくことはできなかったので、これがノイズの原因だとは思えません。

その後も数晩、同様の振動を経験しました。おそらく、この前後（11月15日、16日、17日）に発生したいくつかの小さな揺れの前兆だったのではないかと思われました。11月17日午前8時、針が接触しているのが確認され、午後5時と午後6時に再び小さな地震の揺れを感じました。その揺れは止まったように見えましたが、約1分間、電話機からガタガタという音がしました。針は大きく振れましたが、接触には至りませんでした。

これらの観察に対する大きな反論は、私が記録した動きや音は、実際に揺れを感じた1例を除いて、地盤の動き以外の原因によって生じた可能性があるという点である。これを確かめるために、私はその後、2つの異なるセットの記録を行った。 315それぞれの動きが同期しているかどうかを判断するための装置が必要でした。私の調べた限りでは、同期しているケースはごくまれにしか見られませんでした。しかし、装置に時間記録装置を追加しない限り、この問題を判断するのは困難です。

この種の観察における最大の難点は、機器の感度が一定ではないことです。数日間電流を流すと、わずかな衝撃にも反応しなくなり、抵抗が増加したかのように見えます。これを克服するには、3～4日ごとにカーボン製の針先を研ぎ直し、ピボット穴を開ける必要があります。さらに、電池の性能も変化します。これは、大きな極板を持つ電池を使用することで、ある程度は克服できるかもしれません。これらの2つの原因は、ガルバノメーターのような記録計の感度を低下させる傾向があります。つまり、針の振れが徐々に小さくなり、鉄に接触させるためには日ごとに大きな振りが必要になります。このような理由から、この機器を効果的に使用するには、かなりの注意が必要であるように思われます。

著者が使用した別の形式のマイクは、金属板の上に垂直に立ったアルミニウム線で構成され、その上端がアルミニウム線標準の穴に緩く通っていました。

垂直線の上端には鉛が巻かれていた。この装置は通常のマイクロフォンと同等の感度を備えているが、突然のインパルスを受けると電流が突然途切れ、垂直線が標準器の穴の一方から他方へと投げ出される。

このような機器を使った何ヶ月もの面倒な観察と、偶然の原因によって生じた可能性のあるすべての動きを排除した後、得られた一般的な結果は、東京では316 土壌の動きは毎日、時には一日に何度も検出されるが、一般の人には気づかれないほどであった。

イタリアにおける研究— 微小地震擾乱に関する最も満足のいく観測は、過去10年間にイタリアで行われたものである。体系的な微小地震研究の父は、フィレンツェのティモテオ・ベルテッリ神父であったと思われる。

1870年、ベルテッリ神父は地下室に振り子を吊るし、顕微鏡で観察しました。彼の観察の結果、フィレンツェの一般の観測者には感知できなかったロマーニャ地方を揺るがす地震を神父が感知したと発表されました。

1873年、ベルテリは複数の方位角に固定された顕微鏡を用いて、自由振り子の5,500回の観測を行った。また、水銀表面からの反射についても観測を行った。[143]

これらの観測の結果の一つは、気圧の低下とともに微小地震の揺れが増加することを示した。同様の観測はボローニャでM. le Conte Malvasiaによって、またローマ近郊ではM. S. di Rossiによって行われた。1月14日、15日、そして2月25日、これら3人の観測者はそれぞれの観測点で同時に大きな擾乱を観測した。

同様の調査がニースでプロスト男爵氏によって行われた。

ベルテリの観察には疑問が投げかけられたが、それは一連の微小地震観測の起源となったようである。その著名な先駆者であるロッシ教授は、1874年に大地震がほぼ常に微小地震に先行するか、または同時に起こることを発見した。317 嵐。1878年、ロッシ教授はマイクロフォンと電話を用いてこれらの小さな擾乱の研究を行い、その最初の成果はパルミエリ教授によって発表されました。

ロッシ教授の観察の多くは、高さ700メートル、地下18メートルのロカ・デ・パパ洞窟で行われました。ここでは、岩盤に切られた管に吊るされた様々な長さの振り子と顕微鏡を用いて、6,000件以上の観察が行われました。

イタリアで使用された機器— イタリアの研究者たちが使用した様々な種類の機器を詳細に説明することは不可能である。しかしながら、重要な機器を一つか二つ紹介することは、微小地震の運動を支配する法則に関する様々な結果がどのようにして得られたかを理解する上で読者の助けとなるため、不適切ではないかもしれない。

これらの機器の中で最も重要なのは、ベルテリとロッシの正常トロモメーターです。

これは、長さ1.5メートルの振り子で構成され、非常に細いワイヤーを介して100グラムの重りを支えています。振り子の底部には垂直の框が取り付けられ、全体は管で囲まれています。管の底部にはガラスプリズムが取り付けられており、水平に覗くと、あらゆる方位角における框の動きを見ることができます。このプリズムの前には顕微鏡が設置されています。顕微鏡の中にはマイクロマティックスケールが取り付けられており、框の先端の見かけの振動方向と一致するように回転させることができます。このようにして、框の動きの振幅だけでなく、方位角も測定できます。垂直方向の動きの量は、支持部材の弾性による框の上下運動によって測定されます。318 ワイヤー。この器具は添付の図面に示されています。

図37. —通常のトロモメーター。b 、振り子の錘、p、プリズム、 m、顕微鏡、s、スケールの縁。
もう一つの装置は、ロッシ教授の微小地震計です。これは、微小な動きを自動的に記録する装置です。これは、それぞれ約90センチの長さの4つの振り子で構成され、正方形の台の角を形成するように吊り下げられています。この台の中央には、5つ目の、しかしやや長い振り子が吊り下げられています。4つの振り子はそれぞれ、錘のすぐ上で中央の振り子に緩い絹糸で接続されています。それぞれの糸の中央には、軽いバネで垂直に保持された針が取り付けられており、各糸が約155度の鈍角を形成するように調整されています。これらの針は電気回路の端子を形成し、もう一方の端子は針の下端のすぐ下に配置された小さな水銀カップです。振り子の1つを水平に振ると、この装置では針が垂直に動きますが、振幅はわずかに増幅されます。この動きによって針が水銀と接触し、レバーと鉛筆を備えた電磁石が時計仕掛けで動く帯状の紙に印をつける。319 5つの振り子の長さが異なるため、装置は「異なる速度の地震波」に反応することができます。[144]

最後に、ロッシ教授のマイクロフォンをご紹介します。これは、天秤の梁のように配置された金属製のブランコで構成されています。梁の一端に可動式の重りが取り付けられており、この重りは金属製のストッパーに接触するまで下降するように調整されています。軽く叩くと、ストッパーからわずかに跳ね上がるように調整できます。梁とストッパーは電気回路の2つの極を形成し、その中に電話機があります。垂直 方向へのわずかな動きでも、ストッパーと梁の間を流れる電流に変動が生じ、その結果、電話機からノイズが聞こえます。

これらと同様の機器を用いて、イタリア全土で様々な観測者が10年にわたり観測を行ってきました。偶発的な妨害を避けるため、あらゆる予防措置が講じられていたようで、実験は様々な形で繰り返されてきました。

イタリアで得られた結果。—時々発表される結果は、地殻の物理学を研究する人々にとって非常に興味深いものであり、科学的価値のある法則の確立につながると思われます。

イタリアの土壌は絶えず変動しているようで、通常10日間ほど続く活発な活動期があります。このような期間は地震性嵐と呼ばれます。これらの嵐の間には比較的穏やかな期間が挟まれています。これらの嵐は冬に最も規則的に発生し、春と秋には急激なピークが観測されます。このような期間の真っ只中、あるいは 320その終わりには通常、地震が発生します。これらの嵐は通常、気圧低気圧と密接に関連しています。これらの動きを高気圧下で発生する動きと区別するため、後者は気圧地震運動、前者は火山地震運動と呼ばれます。これらの嵐と気圧変動の関係は、火山噴火時に非常に顕著であることが観察されています。

嵐の始まりは、通常、動きが小さく、2、3日続く嵐が別の嵐と合流することがあります。このような場合、その影響は局地的なものとなることがあります。気圧低迷は嵐を最大に高める傾向があり、気圧の上昇は嵐を消滅させる傾向があることが観察されています。これらの影響は、完全に局地的なものである場合もあれば、かなり広い範囲に及ぶ場合もあります。

長さの異なる複数の振り子を同じ場所で観測すると、それらの動きには概ね類似性が見られるが、振り子の自由周期が記録の特性に多少の乱れを与えることも明らかである。一組の振り子における最大振幅は、すべての振り子が同時に到達するわけではなく、あらゆる乱れにおいて、一つの振り子の動きが優勢となる。このことから、ロッシは微小地震の運動特性は一定ではないと主張する。ベルテッリは、振り子の振動方向は場所によって異なるが、それぞれの場所は近隣の谷や山脈の方向に依存して特定の方向を持つことを指摘した。ロッシは、運動方向が断層線の方向と垂直であり、これらの断層面が上下し、断層線に平行な波と、 321そしてもう一方はその方向に垂直である。ベルテッリによれば、これらの動きは風、雨、気温の変化、大気の電気とは無関係である。

図38.
異なる都市で記録された擾乱は必ずしも厳密に同期しているわけではなく、短い間隔で連続している。しかしながら、イタリアの異なる都市で記録された擾乱の月ごとの曲線を見ると、それらは類似した特徴を示していることがわかる。擾乱は冬至付近で最大となり、夏至付近で最小となり、この点において、マレットが地震の周期性を示すために描いた曲線と完全に一致する。ベルテッリの原著記録から引用した付随曲線は、この一般的な結果を示すだけでなく、次のことも示している。322 連続した数か月間にさまざまな町で得られた結果の間には密接な一致が見られます。

フィレンツェでは、地震発生期の前に、上下動の振幅と頻度が増加します。これらの上下動は気圧の変動とは一致しないようですが、地震の変動とは関連しているようです。

通常、電話回線にノイズが混入しますが、マイクは水平方向の動きよりも垂直方向の動きに敏感に反応するように設計されているため、これは当然のことです。遠方で発生した地震に伴う動きは水平方向の動きであるため、この垂直方向の動きは局所的な動きであると考えられます。

微小地震の嵐は、点から点へと移動するように見えます。

トロモメータでは局所的な地震が検知されないことがある一方で、遠くで発生した地震は小さくても明瞭に観測されることがある。これを説明するために、ベルテッリは節の存在を示唆している。ロッシもベスビオ山の側面のさまざまな部分で実験を行い、同様の結論に達した。ガリは太陽と月が子午線に近いときに微小地震活動が活発になることに気づいた。グラブロヴィッツはベルテッリの観測から、最大で朔望月と朔望月の間、遠地点と近地点の間、そして月齢と節の間を隔てる期間の真ん中に主要な大きな擾乱が発生し、最小の擾乱はこれらと反対の期間の真ん中に発生することを発見した。

PC メルツィ氏は、微小地震の運動、地震、月と太陽の運動の曲線は互いに一致していると述べています。

323

ロッシはマイクロフォンを使って、轟音、爆発音、単独または一斉に発生する音、金属音や鐘のような音、カチカチという音など、様々な音を聞き取った。これらは自然の地殻現象を物語ると彼は述べている。時として、これらの音は耐え難いほど大きなものもあった。ベスビオ火山では、垂直方向の衝撃がマスケット銃の一斉射撃のような音と対応し、波状的な衝撃が轟音を生み出した。これらの音の一部は、地震で岩石が互いに擦れ合うのと同じように、導線をこすり合わせることで人工的に再現できた。また、沸騰したお湯の入った容器にマイクロフォンを置いたり、大理石の板の上にマイクロフォンを置いて裏側を引っ掻いたり叩いたりすることで、他の音を再現できた。

これらは、微小地震動の研究によって得られた重要な成果の一部です。注目すべき点の一つは、微小地震動は、より激しい類縁関係にある地震よりも法則性があるように思われることです。自然法則を辿る現象として、微小地震動は確かに注目に値します。微小地震動が地震を事前に警告する手段となるかどうかは、まだ疑問が残ります。しかし、微小地震動を体系的に研究することで、微小地震動の進行を地点ごとに追跡することが可能になり、地震動がどこでクライマックスを迎えるかを予測できるようになる可能性も否定できません。これは、現在イタリア全土で微小地震観測システムの確立に取り組んでいるディ・ロッシ教授の見解であると私は考えています。

サンレモの地震 (1874 年 12 月 6 日) の前に、ロッシのトロモメーターは動揺状態にあり、同様の乱れがリボルノ、フィレンツェ、ボローニャでも観測されました。

324

1883年2月以来、私は日本で気圧計を観測しており、得られた結果はイタリアで得られた結果と一致しています。気圧計の低下に伴う微小地震活動の増加は非常に顕著です。この機器のその他の特性については、「地球の脈動」の項で説明します。

微小地震運動の原因— トロモメトリー運動の原因については、推測の余地があります。おそらく、大気圧の緩和によって岩石が隆起し、その屈曲やひび割れによって土壌に生じるわずかな振動運動が原因である可能性があります。もしそうであれば、圧力上昇時にも同様の動きが生じると予想されます。ロッシは、圧力緩和の結果として、地殻下の溶融物質からの蒸気の放出が増加することが原因である可能性を示唆しています。マイクロホンで聞こえる音の一部が沸騰水の音に似ていることは、このことを示唆しています。ロッシは、沸騰する液体から聞こえると予想される地下の音が、マイクロホンを使わずに地震の前に聞こえた例を挙げています。その一例として、リマの囚人であったヴィドゥアリが挙げられます。彼は1824年の地震の2日前、聞いた音から地震を何度も予言していました。

この種の擾乱の原因としては、嵐の際に観測される、気圧の小さいながらも急激な変動が考えられます。1881年9月15日、千島列島にいた際、私は小さな台風の際、気圧計の針が1秒から3秒の周期で前後に動くのを観察しました。この動きは数時間続きました。突風が吹くたびに、針は突然上昇し、すぐに下降しました。時折、針は震えていました。これらの動きは屋外で観察されました。325 空気中の圧力は、約0.75～0.85インチ（約0.75～1.25cm）でした。気圧の100分の1インチの上昇が1平方マイルあたり2000万ポンド（約2000万～1億ポンド）の荷重に相当するとすると、この嵐の間、地球の相当広い範囲にわたって、1平方マイルあたり6000万～1億ポンド（約6000万～1億ポンド）の荷重が継続的に加えられ、除去されていたに違いありません。これらの応力の作用周期が、影響を受けた地域の固有振動周期とほぼ一致するとすれば、特に通常の車両による影響を考慮すると、相当な規模の揺れが発生したことは間違いないでしょう。

同じ台風について私のノートから抜粋した以下のいくつかの観察結果を検討してみると、大きくてゆっくりとした変動でも震えのような動きを生み出す可能性があることが分かる。

時間 時
分 気圧計の
読み取り値
午後12時5分 29·02
12 10 「 29·05
12 12 「 29·07
12 13 「 29·05
12 25 「 29.10
12 50 「 29·00
1 10 「 29·00
1 20 「 29·07
326
第20章
地球の脈動。
地球脈動の定義 – 振り子の兆候 – レベルの兆候 – 地球脈動の存在を示すその他の現象 – 湖や海の乱れ – 地球脈動によって生じる現象 – 地球脈動の原因。
本章の目的は、時々、ゆっくりではあるが大きな波のようなうねりが地球の表面を移動したり乱したりする可能性が高いことを示すことです。

これらの動きは、周期が遅いために私たちの注意を逃れてきましたが、別の言葉がないので、私はこれを地球の脈動と呼んでいます。

このような動きの存在は、海や湖などの水面の変化、微妙なレベルの動き、振り子の錘が地球上のどこかの点に対して相対的に移動する動き、および以下に列挙する他の現象によって示されることがあります。

振り子の表示。地震測定の目的で吊り下げられた振り子が、イタリアと日本の観測者によって、通常の位置から少し動いてから元に戻る様子が観察されました。

この動きは単に中央位置の片側で起こっただけで、スイングによるものではない。 327これらの記録の特徴は、振り子の支持台が置かれていた土壌がゆっくりと傾き、ゆっくりと下がったと想像させるものです。これらの記録は、スモークガラス板に振り子の動きの記録を書き込む指標を備えた振り子で最も顕著です。この指標は、振り子と地面の相対的な動きを倍増して表示するように配置されています。このような動きは、土壌中の水分が振り子の支持台を傾ける作用や、その他の様々な偶発的な原因によって生じる可能性があるため、土壌にゆっくりとした傾斜が​​あることを確かに示すものとして断言することはできませんが、当面は、そのような現象の証拠として残しておくことにします。

上記よりも明確な鉛直変位の証拠は、ベルテッリ、ロッシ、マルヴァジア伯爵、そして他のイタリアの観測者によってなされたものです。彼らは地震の記録と同時に、顕微鏡を用いて繊細な振り子の框の振動を長時間観察しました。これらの観察の結果、振り子の框が振動する中心点は変化すると言われています。これらの変位は様々な方位角で発生し、気圧の変化と関連しているようです。私も日本で同様の観察を行いました。

このことから、そして同じ場所に異なる場所に設置された複数の異なる振り子が、これらの動きについて同様の証拠を示しているという事実から、これらの現象が気温や湿度の変化といった原因に起因するとは考えにくい。ディ・ロッシ氏はこの点を、特に彼の微小地震計に関連して強調している。微小地震計では、長さの異なる複数の振り子が同様の特徴を示している。328 これらの土壌の先端で発生する現象は、地震動だけでなく微小地震動でも顕著であり、ロッシの状態は特定の断層の方向に関係している。

レベルの兆候。—繊細なレベルの泡は気象の変動によって位置を変えることが容易に観察できます。しかしロッシは、微小地震の嵐の際にも泡の位置が変化し、時には長期間元に戻らないこともあると述べています。ここでもまた、微小地震の擾乱がレベルの緩やかな変化に付随しているという事実を示唆する別の現象が見られます。

最も辛抱強い水準観測者の一人にプランタモール氏がいます。彼は1878年、レマン湖畔のセシュロンで観測を開始しました。彼は2つの水準器を用い、一つは南北に、もう一つは東西に配置しました。1878年の夏には東端が上昇しましたが、9月末には低気圧が出現しました。日周変動は午前6時と7時45分、午後7時に最大と最小を示し、振幅は合計4.89インチでした。東西水準器の変動は気温によるものと考えられましたが、南北水準器の変動は未知の原因に依存していました。

1879年10月1日から1880年9月30日までの間、東端は11月中旬から12月26日まで急速に水位が低下し、88.71インチまで低下しました。その後、1月5日までに6.55インチ上昇しましたが、その後再び水位が低下しました。1月28日には89.95インチに達し、その後再び上昇しました。

1879 年 10 月 4 日から 1880 年 1 月 28 日の間に、移動量は 95.8 インチで、前年の 28.08 インチに対して増加しました。

これらの動きは気温だけによるものではありません。気温の影響を受けない南北の高度は329 冬の寒さにより、4.56インチ移動しました。前年は4.89インチでした。[145]

1883年2月17日から6月5日まで、筆者は東京で、南北と東西にそれぞれ配置された二つの繊細な層の気泡を観察した。気泡は石柱の先端にあるガラスケースの下に置かれていた。レンガ造りの建物の中にあるこの石柱はコンクリートの基礎の上に設置されており、築約10年が経過している。建物とは一切関係がない。室温は日ごとに華氏約1度（華氏約0.5度）変動する。

どちらの層でも日周変化は非常に顕著で、時には非常に大きな変化が見られます。例えば、3月25日には、南北層の南端の記録は次のようになりました。

 時間 時

分 読み物。
25日。 午後4時 104·5
4 5 「 103
4 10 「 102
4 25 「 101
4 30 「 100
4 40 「 98
4 42 「 99.5
4 45 「 100
4 50 「 101
4 55 「 101
5 00 「 100
26日。 午前7時 105
通常、このレベルは 1 日あたり約 3 つの区分間を移動します。

3月25日から5月4日まで、風速は98から127まで上昇しました。その後、6月5日までは116まで低下しました。この期間、東西の風速は比較的穏やかでした。南北の風速1目盛りは約2インチ（約5cm）の弧に相当します。

330

これらの変化の多くは、気温の変化、湿度の変化、その他の局所的な作用によるものと考えられます。しかしながら、そのような仮定ではほとんど説明できないものもあります。水準器と同じ柱に設置されたトロモメーターが示す鉛直方向の変化の一般的な方向は、変化が計器ではなく柱自体に生じていることを示していました。

また、気圧低下時には 、平均約3秒、時には約1秒角の周期を持つ脈動的な上昇が気圧面に見られるという事実は、湿度や気温の急激な変動に起因するとは考えにくく、気圧の実際の変化を示している。[146]

レベルの泡が多かれ少なかれ徐々に変化するだけでなく、これらの機器で突然の変化が起こった例も多数記録されています。

地殻のゆっくりとした振動運動の例は、1882 年にジョージ・ダーウィン氏が英国協会に提出した報告書の中で言及されています。

そのうちの 1 つはプルコヴァの M. マグヌス ニレンによって作られたもので、彼は望遠鏡の軸を水平にしていたときに水準器の球部に自発的な振動が見られるのを観察しました。

これは1877年5月10日（4月28日）のことでした。周期は約20秒、振幅は1.5インチと2インチでした。この1時間14分前にイキケで大地震があったことを彼は記録しています。イキケまでの距離は直線で10,600キロメートル、大円弧で12,500キロメートルです。1867年9月20日（8日）、ワグナー氏は 331プルコヴァで3インチの振動が観測されており、その7分前にはマルタで地震が発生していた。1868年4月4日（3月23日）には、グロマツキ氏によって地殻変動が観測されており、その5分前にはトルキスタンで地震が発生していた。同様の観測は以前にも2回行われていた。しかし、これらは地震とは確実に関連付けられていなかった――少なくともダーウィン氏の指摘によれば――。

振り子と水準器の観測に類似した現象— 振り子と水準器で観測される現象に類似した現象の例として、以下の例が挙げられます。1881年3月20日午後9時、 ブエノスアイレスの時計職人が、南北に振動していたすべての時計の振幅が突然大きくなり始め、中には以前の2倍になったものもありました。他のすべての時計屋でも同様の現象が観測されました。地球の動きは検出されませんでした。その後、これはサンティアゴとメンドーサで発生した地震と一致することが判明しました。[147]

同様の現象を示すもう一つの注目すべき例は、1860年12月21日にサンフランシスコの気圧計で行われた観測である。この気圧計は、休止期間を挟みつつ30分間振動した。衝撃は感じられず、人工的に発生させることもできなかったため、局地的な事故であった可能性は低い。しかし、翌日、サンティアゴで激しい地震が発生した。[148]

リスボン大地震の当時、あるいはその直後、遠方の国々で奇妙な現象が観測されましたが、それは地球の脈動が存在するという仮定によってのみ説明できるようです。

アムステルダムや他の町では、教会のシャンデリアが揺れているのが観察された。ハールレムでは水が 332桶の側面から投げ出され、地面では動きが感じられなかったことが明記されている。

ハーグでは、獣脂蝋燭商人が自分の蝋燭が立てるぶつかる音に驚いたが、足元に何の動きも感じられなかったため、なおさら驚いた。

水域の異常な乱れ。大地震が発生すると、地震の実際の揺れが感じられない国でも湖や海などの水域の乱れによって地球の脈動が発生するようです。

こうした変動の顕著な例は、リスボン大地震の記録に見出すことができます。この地震は、激しい地盤変動として、主にスペイン、ポルトガル、北イタリア、南フランスとドイツ、北アフリカ、マデイラ諸島、その他の大西洋沿岸の島々で感じられました。さらに遠く離れた国々、例えばイギリス、オランダ、スカンジナビア、北アメリカなどでは、記録は数多く残されていますが、特に観測された現象は、湖、池、運河などの水のゆっくりとした振動だけでした。観測者の中には、土壌に全く動きがなかったと特に指摘する例もあります。

ダービーシャー州にあるペブリーダムは、約30エーカーの広大な水域を有し、南側から動揺し始めました。ゴダルミング近郊の運河は、北側の歩道を8フィート（約2.4メートル）ほど流れていました。

カンバーランドにある全長約5マイルのコニストン・ウォーターは、約5分間にわたって水位が変動し、岸から1ヤードほど上昇しました。ダラム近郊にある長さ40ヤード、幅10ヤードの池は、6～7分間で約1フィートの上下動を繰り返しました。1分間に4～5回の干満がありました。

333

ロモンド湖は5分ごとに約2フィート半上下し、スコットランドの他のすべての湖も同様に動揺していたようだ。

オックスフォードシャーのシャーブラン城では、いくつかの堀や池の水を注意深く観察したところ、洪水は最初は穏やかに始まり、その後速度が増し、ついには激しい勢いで満水に達したことが観察されました。ここで水はしばらく停滞しましたが、その後、最初は穏やかに、しかし最終的には激しい勢いで引き潮が始まりました。長さ約90メートルの堀の両端では、水位の上昇と下降がほぼ同時に起こっていることが確認されました。堀から少し離れた池の動きも観察されましたが、両方の池の上昇と下降は一致していないことが確認されました。

これらの動きの間にはいくつかの最大値がありました。

リスボン地震の際の地面の動きの記録がない水の動きのこれらの数少ない例は、詳細な説明がある非常に多数の同様の観察の例として捉える必要があります。

同様の動揺は北アメリカやスカンジナビアでも感じられたことを忘れてはなりません。また、他の遠方の国の湖にも十分に精密な装置が備え付けられていれば、同様の動揺が記録されていた可能性も否定できません。

海や湖の水の中で起こるこうした動きのほかにも、大地震のときやその前後に、独立した現象として起こる同様の動きの記録が残っています。

1755年10月22日、オンタリオ湖の水位は30分の間に5フィート半上昇したり下降したりしたと記録されている。[149] 1761年3月31日、 334ネス湖は45分間突然水位が上昇した。[150]

大地震の際に地震を感じなかった地域で水が乱れた別の例として、1746 年にカヤオが浸水した夜にマラニョン川の水位が上昇したことが挙げられます。

北米の湖では、水位の急激な変動が何度も観測されています。ジェンファー湖とボーデン湖で時折見られる水位の変動は、大気の状態と何らかの関係があると考えられています。特に注目すべき水位の上昇と下降は、1855年4月18日に発生しました。

スイスでは、こうした突然の変化は「セイヒェ」または「ルッセン」として知られています。

フォレル教授の観察と計算によれば、「セイシュ」の周期は湖の大きさに依存しているようである。湖の深さに依存した計算周期は、観測された周期とほぼ等しい。[151]

ハワイ諸島の火山について著述したWTビンガムは、海が大きく異常な潮汐によってかき乱されることは珍しくなく、そのような海の波が火山噴火や地震による擾乱を伴ったことは一度もないと述べています。例えば、1819年5月には潮の満ち引き​​が13回発生しました。1837年11月7日には、28分ごとに8フィートの干満がありました。また、1841年5月17日にも、同様の現象が記録されましたが、他の異常な現象は伴っていませんでした。[152]

地球の脈動と関係があるかもしれない現象として、ペルー沿岸の海面が周期的に隆起する現象が挙げられます。長年にわたり、335 ペルー沿岸における期間観測では、「12月と1月にカヤオとパイタで最高潮位が観測された」こと、また「24時間から27時間にわたって変化する巨大な波やうねりが時折沿岸に打ち寄せ、同時期には異常な高潮が観測された」ことが報告されている。6月と7月の間、海は異常に静穏であった。これらの現象は、大規模な大気嵐とは関係がなく、また卓越風とも何ら関係がないように見える。これらの現象は潮位の上昇に伴って増大し、通常は満月の頃に発生するが、必ず発生するわけではない。

時には海岸で突然砕けることもあります。その周期は毎年一定です。

周期的な隆起はトゥンベス海抜3°とチンチャ諸島海抜14°の間で最も顕著である。

これらの海洋現象は、地球のその地域での地震現象の周期的な強度と同期しており、さらに潮汐の動きとも同期している。[153]

地球の脈動に起因する可能性のあるその他の現象。—地球の脈動が存在すると仮定すれば、理解しにくい多くの現象に説明がつく。リスボン地震の際にトプリッツの泉に生じた奇妙な現象は、脈動波によるものだった可能性がある。主泉の水量が大幅に増加した。増加前は濁り、一時止まった。その後、水は澄み渡り、通常通り流れているが、水温は上昇し、鉱物質がより多く含まれていた。時折観測される地下水の流れの急激な変化も、同様の原因によるものと考えられる。リスボン地震後に発生した二次地震のような二次地震も、同様の原因によるものと考えられる。 336例えばダービーシャーで発生した地震は、危機的な状態にある地盤の平衡を乱す脈動によって発生した可能性がある。

地下の掘削跡の崩落もこれらの現象と関係している可能性がある。

地球の脈動の考えられる原因。—ジョージ・ダーウィン氏は、1882年に英国協会に提出した報告書の中で、気圧の変動によって地殻に相当な規模の変動が生じる可能性があることを示しました。（ある地域の気圧計が上昇すると、その地域に重りが乗ったのと同じになり、その結果、その地域は沈下します。気圧計が下がると、その地域から重りが取り除かれ、その地域は弾力性によって元の位置に戻ります。この地盤の上昇と下降によって、一つの脈動が完結します。）

ダーウィン氏は、地球が鋼鉄のような硬さを持っているという仮定のもと、オーストラリアのような地域で気圧が 1 インチ上昇すると、その荷重でその大陸が 2 ～ 3 インチ沈むと計算しました。

一日二回、私たちの海岸に押し寄せる潮の満ち引き​​は、陸地を同じように隆起させたり沈下させたりします。ダーウィン氏は、大西洋岸ではこの隆起と沈下が最大5インチ（約13cm）にも及ぶと計算しました。この陸地の隆起と沈下によって地表の傾斜は大きく変化するため、堅い支柱に吊るされた錘の支柱が常に同じ場所に垂れ下がるとは限りません。垂直に偏向が生じるからです。

つまり、自然の作用によって地球のさまざまな地域に絶えず作用し、除去されている様々な種類の荷重の影響に関する計算は、地球のゆっくりとした脈動運動が 337地表で何かが起きて、地殻のある部分が他の部分に対して傾きに変化が生じることになるはずです。

レベルの急上昇のような現象はこうした原因によるものである可能性はあるが、その他の現象をそのような要因に帰することはほとんどできない。

地球外の要因に説明を求めるよりも、地球の内因的な現象に訴える方が有利かもしれません。気圧が下がると、地殻の上昇と相関することが示されましたが、実験結果から、微小地震の揺れが特に顕著であることが分かっています。

これが実際に何を意味するのかを絵で表すと、私たちは大きな釜の蓋が緩く閉まっているところにいると想像できるでしょう。釜の外側の圧力が解放されると、内部の沸騰が活発になります。そして、その沸騰に伴う振動は、その発生源から地球の外側へと徐々に伝播していきます。この伝播は、大きな工場のガタガタと揺れる音に伴う振動が、それが生み出された場所からゆっくりと遠くへ広がっていくのとほぼ同じように起こります。

このような作用が起こるとすれば、地殻下のガス状物質の放出が内部からの上向きの圧力を増大させ、地殻が隆起する傾向を引き起こすことになる。もしこれを地震計の活動増加の説明として受け入れるならば、そのような機器は気圧計とみなされ、その動きによって地球の内部圧力の変動を測定することになるだろう。

338

外部圧力の軽減と内部圧力の増加は、どちらも同じ方向、つまり地殻の上昇に向かう傾向があることがわかります。

地震の活動増加に関するこの説明は、ディ・ロッシ氏によっても示唆されているが、ここでは推測としてのみ提示されているが、おそらく他の多くの説明よりも可能性が高い。

密閉されたボイラー内で水の存在下で溶融された硫黄の塊が、圧力を解放すると、内部に閉じ込められていた水分が蒸気の形で放出されることは周知の事実です。同様に、火山の噴火口や溶岩流の冷却流から蒸気が噴出する様子も観察されます。また、気圧柱が下降すると、石炭層の細孔や空洞からガスが噴出することも知られています。さらに、特定の井戸が同様の条件下で気圧柱の高さを上昇させることも知られています。これらの現象は、ある地域の排水速度を上昇させ、その地域の重量を減少させる性質によって、その地域の上昇を促進します。マレット氏の見解に従えば、火山地帯における地球の地殻にかかる圧力は、その地域の火山の溶岩柱の高さによって大まかに推定できると考えると、コトパクシのような火山の近傍では、上向きの圧力が非常に大きいことが分かります。さらに、地震や火山の現象は、これらの圧力が変動することを示しています。火山が噴火する前には、その周辺で地殻が隆起し、形成後には下降することが予想されます。さらに、このような圧力を軽減する他の手段を推測することは難しくありません。

これらの圧力が表面を破裂させることなく緩和されるとすれば、それが 339地球の表面ではゆっくりとした周期の波のような動きとして記録される可能性のある巨大な脈動の発生源。

海や湖で観察される奇妙な動きを説明するために、クルーゲは次のような奇妙で注目すべき理論を提唱している。空気中の酸素は磁性を持つが、水は反磁性、そして地球は磁性を持つ。したがって、海や湖には二つの磁性体の間に反磁性体が存在し、結果として二つの磁性体から反発を受けている。気温の変化によって、空気と地球が及ぼす反発力のバランスは崩れる。したがって、気温の上昇によって空気は膨張し、加熱された領域から流れ出す。その結果、その領域では酸素が減少する。その結果、空気が水に及ぼす反発力は、地球が水に及ぼす反発力よりも小さくなり、結果として水は隆起する。気温の低下によって水は沈み、これらのいずれかの作用によって、地震や地殻変動を伴わずに波が発生する。

私たちが提示しなければならない、地球の脈動の存在を証明するのに役立つ、より明確な種類の情報は、大地震の結果として起こる現象であると思われるものです。この脈動は周期が遅すぎて普通の観測者には体験できません。

地球の振動に関連して私たちが確実に認識している現象は、その振動が掘削孔でのダイナマイトの爆発によって人工的に生成されたものであれ、地震によって自然に生成されたものであれ、第一に、ある地点で擾乱が消滅すると、地震計で取得した図表では周期の減少がしばしば示されること、第二に、擾乱が広がると、同様に擾乱の周期が減少するということです。

340

これらのアクションの例として、次のものを引用します。

1882年3月1日の横浜地震の記録によると、地震発生当初の振動周期は1秒あたり約3回であったが、震源中期には約1.1回となり、終期には周期が.46回に減少している。つまり、地震発生時の地面の前後方向の動きは、震源終期の6倍にまで大きく、震源終期には1回の振動に2～3秒かかっていた。おそらく周期はさらに短くなったと思われるが、計測機器がそのような遅い動きを感知できなかったため記録されなかったと考えられる。[154]

震源地近くで撮影された地震と、遠くで撮影された地震の2つ以上の図を比較する手段はまだありません。私が唯一比較できたのは、東京と横浜で撮影された同じ地震の図です。この基底はわずか16マイル（約26キロメートル）であり、地震の発生源は数百マイル（約18キロメートル）離れた場所にある可能性があるため、このような比較はほとんど意味がありません。

同じ点を示す他の図は、直線上の3つの観測点で得られたものであるが、掘削孔内でダイナマイトを爆発させた際に生じた擾乱の発生源からの距離はそれぞれ異なっている。これらの図を簡単に調べると、近い観測点では擾乱が前後方向の動きから構成されており、より遠い観測点で記録された同じ擾乱と比較して、非常に速いことがわかる。さらに、この動きの図を調べると、341 例えば、近い方のステーションでは、動きが止まるにつれて前後運動の周期が急速に減少したことがはっきりとわかります。

これらの図は、すべて同様の結果を示す他の多数のレコードの例として示されています。

地震計の記録によれば、地震の周期は減衰するにつれて長くなるというが、この記録を裏付ける観測を、私は水準器を用いて二度行なった。中程度の強い地震の後、地面の知覚できる動きがすべて消え去った後、水準器の一つで泡が1秒から5秒の不規則な周期でゆっくりと脈動しているのをはっきりと確認した。

地波と水波は区別しなければなりませんが、それでもこれらの点において両者は驚くほど類似していることがわかります。例えば、南米沖で発生し、外向きに放射状に広がり、太平洋を横断して日本などの国々で記録されるような大きな地震波を考えてみましょう。発生源から9,000マイル近く離れた場所で、おそらく25時間後に記録されることになります。発生源付近では、水の壁のように見え、急速に海岸に向かって進むのが見られました。これらの高さは20フィートから200フィートで、短い間隔で次々と発生し、最終的には一連の穏やかな波となって消えていきました。これらの水の壁が太平洋を横断し、例えば日本に到達する頃には、非常に平坦なうねりへと広がり、水面が潮のように上下する海岸線を除いて、最も滑らかな水面では検知できないほどでした。高さ 60 フィートの水の壁の代わりに、おそらく高さ 8 フィートの長く平らな波がありましたが、波の頂上から頂上までの距離は 100 マイルから 200 マイルありました。

342

陸上で見られる大地震の影響に目を向けると、海で頻繁に起きるのと類似した現象、または、小地震や人工的に作り出された擾乱（誇張されすぎているかもしれないが）で見られるのと似たような現象が起きたという仮定のもとでのみ説明できる現象の記録が見つかるのではないかと思う。

リスボン地震に伴う現象を説明できる唯一の方法は、ポルトガルの多くの都市を壊滅させた短く速い振動が、遠方の国々に伝播する頃には、徐々に数分周期の長く平坦な波へと変化したということだと思われる。イギリスのような国では、これらの脈動のような動きは湖や池の底を揺さぶる程度の影響を除いては、知覚できないほど穏やかだった。

この現象は、遠くの嵐によって生じるうねりに似ていた。スイスの「セイシュ」のような現象を引き起こす脈動は、場合によっては海底、あるいは地殻の深部で発生する可能性があるように思われる。もしかしたら、地震のような「ガタガタ」という音ではなく、かなり広範囲の隆起や沈下から始まるのかもしれない。これは、地震や火山噴火の発生過程における未完の過程とみなせるかもしれない。

これまで述べてきたことから、地球の脈動は現実に存在する現象であり、その一部は地震に起因すると考えられる。一方で、ある種の地震は地球の脈動に起因すると考えられる。提起された現象の中には、これらの動きとの関連性が疑わしいものもあり、まだ調査が必要である。 343地殻の弾性潮汐は、物理学者にとって長年現実のものとして認識されてきました。しかし、これは月と太陽の影響によるもので、その動きは規則的です。一方、潮汐に似た動きである脈動は、それよりも規模が大きく、その発生と停止は不規則です。

344
第21章
地球の振動。
振動の証拠 – 振動の例 – ジュピター・セラピス神殿 – ダーウィンの観察 – 振動の原因。
振動の証拠。—地球の振動とは、海と陸の相対的な高さのゆっくりとした静かな変化を指し、地質学者はこれを隆起または沈降と呼ぶ。これらの動きは、特に火山や地震の多い国で顕著である。

隆起の証拠として、隆起した海岸、海蝕された洞窟、隆起した珊瑚礁、フジツボなどの生物の死骸、そして多くの海岸の岩石の中や上に見られる岩石質の貝殻の穿孔などが挙げられます。沈下が起こった証拠として、水没した森林、海底下の特定の谷の延長、珊瑚島の形成、多くの国で見られる動植物の特異な分布、そして人工建造物の水没などが挙げられます。これらの現象は物理地質学の多くの論文で詳細に論じられているため、ここではできるだけ簡潔に記述します。大地震の際に生じた隆起と陥没345 すでに述べたように、発作的な動きは顕著である。本章で言及する動きは、一般的には極めてゆっくりと進行するが、場合によってはその速度が増し、地球の脈動に近い性質を示す。ほとんどの場合、地表の隆起は膨張過程に例えることができるが、非常に緩やかに進行するため、数世代を経て初めて顕著となるようである。

動きの例――ライエルは、スカンジナビアにおける平均隆起率は1世紀あたり約2.5フィートと推定している。ノースカップでは、1世紀あたり最大5～6フィートの隆起があった可能性がある。1822年10月から1838年7月にかけてユピテル・セラピス神殿で行われた観測では、地盤が4年間で約1インチの速度で沈下していることが示された。この神殿が建てられたローマ時代以降、地盤は波下6メートルまで沈下した。現在、神殿の床は海面上にある。ライエルは、この場所における主要な振動の年代を振り返ると、隆起の動きと局所的な火山熱の発達との間に関連があるように思われ、一方、低気圧期は火山活動の静穏期と一致すると述べている。[155]

ユピテル・セラピス神殿の地震よりもさらに急速な動きの例として、ヴァレー地震（1755年11月）の記録が挙げられます。ブリグから少し離れた山の周囲の地面が、24時間ごとに親指ほどの幅で沈下しました。これは12月9日から2月26日の間に発生しました。[156]

もう一つの注目すべき地球の動きの例は 3461737年12月29日にスカーバラで発生した地震の記録にも、温泉の井戸の噴出口が約10ヤードの高さまで押し上げられたことが記されている。この時、海岸の砂の隆起は非常にゆっくりと進行したため、人々がそれを見に出てきたと言われている。[157]

急激な地殻変動の他の二つの例は、ロッシ教授の著書『内生気象学』から引用されている。D・セゲッティ教授はロッシ教授に宛てた手紙の中で、数年前（1ルスター＝20年）はサン・ジョヴァンニ山がジェンネとスビアコの町を隠していたと述べている。スビアコからはジェンネの教会が見えるが、数年前には見えなかった。ジェンネの人々も以前よりもよく見えるようになった。サン・ジョヴァンニ山の斜面が低くなったのではないかと推測されている。この事実は、カリーナ教授が述べた事実と一致している。カリーナ教授は、40～50年前にはグラナイオーラからはサンタ・マリア・アッスンタ・ディ・チトロネ教会もサンタ・ピエトロ・ディ・コルセナ教会も見えなかったと述べている。今では両方とも見える。[158]

地震活動と標高の関連性を示す顕著な例として、ダーウィン氏の忍耐強い研究に深く感謝します。彼は南米西海岸で見られる標高の証拠を綿密に調査しました。これらの証拠は、侵食痕、洞窟、古代の海岸、砂丘、砂利の段丘などから成り、緯度45度35分から12度5分の範囲で確認されました。これは南北2,075地理マイルに相当し、さらに遠くまで広がっていることはほぼ間違いありません。引き上げられた貝殻の観察のみから推定されるダーウィン氏の観察の要約は、以下の表のとおりです。

347

足
チロエ島では最近の標高は
350
「コンセプシオン」
625から1,000
「バルパライソ」
1,300
「コキンボ」
252
「リマ」
85
隆起した岩に付着している貝殻に似た貝殻は、これらの隆起の証拠であり、近隣の海域にも今も存在し、隆起した地層で発見されるのと同じ数の割合で存在している。さらにダーウィン氏は、インド人類時代のリマでは、海面が少なくとも85フィート上昇していたことを示している。バルパライソでは、過去220年間で約19フィート上昇し、1817年以降の17年間では10フィートから11フィート上昇しており、そのうち一部は地震によるものとされている。1834年には、海面上昇はまだ進行中であったようだ。

チロエ島では、4年間で約1.2メートルの緩やかな隆起が見られました。これらは、他の多くの例と併せて、南アメリカ西岸の地盤が緩やかではあるものの、地球上の他の地域と比較すると極めて急速に隆起したことを証明しています。[159] 注目すべき最も重要な点は、この急激な隆起地域が世界で最も地震の多い地域の一つであるということです。さらに、ダーウィンの記述から判断すると、変動が最も広範囲に及び、同時におそらく最も急速であった地域で、地震による擾乱が最も顕著であったようです。

同様のことは日本にも当てはまる。近年の隆起の証拠が豊富な地域では地震が頻発するからである。例えば、江戸湾では満潮線より10フィート高い凝灰岩の崖で岩盤のボーリングが行われており、348 これらが見つかる岩石は柔らかく、風化しやすいため、非常に急激な隆起を示し、地震が頻繁に発生します。

南米沿岸、日本、そしてその他の国々における隆起の証拠から、これらの動きは断続的であるように思われます。海食崖が削り取られる休止期や、場合によっては沈下期さえあるのです。また、これらの動きは時折緩やかではあるものの、地震によって引き起こされた動きによって促進されてきたことを示す証拠もあります。

地震は隆起期に多く発生するのか、沈降期に多く発生するのか、あるいはその中間の静止期に多く発生するのかについては、証拠がありません。

地震に時々伴う突然の変位は、時には地震の原因とみなされ、時には結果とみなされる可能性があると言われました。

ここで言及されている緩やかな隆起は、地震発生の重要な要因の一つと見なすことができます。岩盤は様々な原因によって曲げられ、弾力性の限界に達すると折れ、折れたバネのように元に戻り、地震の揺れや揺れを引き起こします。

もしそうであれば、標高の高い地域で感じられる地震の数は、標高の速度の関数である可能性があります。

349
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Woodward, J., MD, FRS 継続的な地下熱の偶発的な妨害によって引き起こされた地震。

日本地震学会。
以下はこの協会が発行した論文の一覧です。

VOL. I.
ミルン、J. 日本における地震科学。35ページ。

Ewing, JA 「新しい形の振り子式地震計」。6 ページ、3 枚の図版。

Gray, T. 地震計とねじり振り子地震計。8 ページ、2 つの図版。

Mendenhall, TC 「東京における重力の加速」（要約）。2 ページ。

ワゲナー、G.、E. ニッピング著。新型地震計とそれを用いた観測。18ページ、図版1枚。

ミルン、J. 1880 年 2 月 22 日の日本の地震。116 ページ、図版 5 枚、木版画 8 枚。

巻 II.
ミルン、J. 江戸の最近の地震、建物への影響など。38 ページ、図版 2 枚、表多数。

Mendenhall, TC 「富士山頂の重力」（要約）。2 ページ。

ポール、HM 鉄道列車による地球の振動（要約）。4 ページ。

Ewing, JA 無静圧水平レバー地震計（要約）。5 ページ、1 枚の図版。

357

ミルン、J. 1877年5月9日のペルー地震。47ページ、図版2枚、表。協会の定款、規則、役員および会員、1881年12月。

巻 III.
グレイ、T. 地震測定のための定常点。11 ページ、3 枚の図版。

ミルン、J. 観測地震学の実験。53 ページ、図版 1 枚、表。

— 日本の大地震。38 ページ、図版 1 枚、表多数。

ペリー、J. ロッキングコラム理論。4 ページ。

Knipping, E. 1880 年 7 月 25 日の地震、ワグナー博士の地震計付き。4 ページ。

Ewing, JA 3 つ以上の観測所での地震観測など 4 ページ。

— 最近の 3 つの地震の記録。6 ページ、3 枚の図版。

— 1881 年 3 月 8 日の地震。8 ページ、1 枚の図版。

ミルン、J. 1881 年 3 月 8 日の地震の水平および垂直方向の動き。8 ページ、3 枚の図版。

Gray, T. 鉛直運動を記録する地震計。3 ページ、1 枚の図版。

Ewing, JA 鉛直運動用地震計。3 ページ、1 枚の図版。

Gray, T. 大規模地震動用地震計。2 ページ。

— 振り子を補正して静止状態にする。3 ページ。

パーマー、HS「地球の振動に関するノート」。3 ページ。

桑原正之. 熱海の温泉. 2ページ.

第4巻
ミルン、J. 日本における地震活動の分布。30ページ、図版1枚。

和田毅．富士山ノート．7ページ．

カサリエゴ、E. アベラ、y. 1881 年のヌエバ ビスカヤの地震。23 ページ、地図 2 枚。

ミルン、J. 地球内部熱の利用。12 ページ。

Ewing, JA 1882 年 3 月 11 日の地震。5 ページ。

Doyle, P. インド地震に関する覚書。6 ページ。

ミルン、J. 地震の体系的観測。31 ページ、5 枚の図版。

巻V
ナウマン、E.博士「日本における磁気偏角の経年変化に関するノート」、p.1-18。

カサリエゴ、ドン・E・アベラ、y.アルバイ火山、エルマヨン火山のモノグラフィア。 p. 19〜43。

358

ガルシア、ドン・J・センテノ・Y. 1880年のルソン島の地震に関する回想録の要約。p.43–89。

Ewing、教授 JA 地震学ノート。

— デュプレックス振り子地震計。

— 水平振り子の吊り下げ。

— 地震計時計の調速機、p.89～95。

Dan, T., SB 『1882年9月29日伊豆国熱海の地震に関する記録』p. 95–105。

第6巻
アレクサンダー、T教授。ブラケットマシンによる記録の開発。

ミルン、J. 地球の脈動。

Ewing、JA 単一の錘を備えた二重振り子に関する注記。

ゲルゲンス、F. 地震により冷却中に乱されたと思われる鉄鋳物に関する注記。

West、CD「平行運動地震計について」

Ewing, JA 「アスタティックサスペンションの特定の方法」

アレクサンダー、T. ボール＆カップ地震計。

ニッピング氏、ポール氏、地震観測システムに関する報告書。

地震のカタログ。

359
索引。

アバディエ博士『地球の震えについて』309
アボット将軍HL、振動の伝達について、62
アベラ、M.、1881年のフィリピンの地震について、77
地震活動、6
アリストテレス『地震の分類について』41
人工地震の実験、57
— — 強度、61
オーロラ、地震の発生とともに、264
アイルトン・ペリー「軟弱地盤の影響について」130
— — 建物の振動周期について、115
— — の原則に基づいて、31

気圧計、その変化が地震に与える影響、266
ベルテッリ『オーロラと地震について』265
—地の震えについて、316、320
— 通常のトロモメーターでは、317
ビットナー、A.、ベッルーノの建物について、100
地震時の橋梁、140
ブラントン、RH、地震国の建物について、123
バックル、文明の歴史について、1
建築業者、地震の研究への関心、3
建物のひび割れ、98、108
— 地震の影響、96
— 不法な破壊について、96
— — 最後の家への影響、112
— — マニラの聖アウグスティン教会、113
— — 破壊と地震動の関係、103
— — 保護、143
— — 屋根の傾斜、110
— — 壁の開口部の位置、111
— — スイング、115
— — 振動周期、115
— — 相対期間の原理、116
— — 地震国の種類、121
— — 下層の岩石の影響、130
— 144に関する一般的な結論

カチャトーレ、の定義、18
Caldcleugh, A., 地震頻度について、245
— 気圧高度と地震について、266
カルーザーズ、J.、地震と潮汐について、291
セントラム、定義、9
— 深さ213
360— 最大深度218
中心、位置の決定、起源を参照
チャップリン、WS、ブラケット地震計について、27
— 地震と月の位置について、252
海岸線、移動中、160
コックス、R.、地震と潮汐について、290
地震線の定義、10
微小地震に関する曲線、321

チャールズ・ダーウィン『海岸線の移動について』160
— ジョージ・H.『地球の潮汐について』285
— 潮汐荷重、291
— 地球の脈動について、330
— 気圧変動の影響について、336
— ケンブリッジでの実験、310
Delauney, MJ, 惑星の地震への影響について、261
対角線の定義、11
破局的、定義、11
運動の方向、機器記録より、198
地震時の分布、226
— 例、231
伝播に関する撹乱、50
ダグラスJ.、南米の住宅について、126

地球の粒子の速度と加速度について、79
地震動の性質、感情から推測されるもの、67
— 楽器の記録から得られた方向、69
— 期間、71
— 振動周期、74
— 範囲の例、75～77
— 絶対的な力の強さ、83
— 放射線、85
— 伝播速度、87
リスボンの地震、伝播速度88
地震、その影響の一般的な例、142
— 地質学的変化によって生じた、161
— 狩猟、187
— 配布、226
— 地図、189
— 二次、248
— 19世紀の表、259
— 277 – 281の過程で
—そして潮汐、290
— 予測、297～304
弾性波の性質、44
出現、角度、9
地震におけるエネルギーの消散、52
— 地震、地質学的時間との関係において、234
— — 表、240
震源地の定義、9
ユーチュトロピック、定義、11
ユーイング、JA、振り子式地震計、25
— 静的振り子、26
— ブラケット式地震計、26

ファルブ、R.、太陽と月が地震に与える影響について、286
排出された物質の亀裂、148
— の説明については、151
焦点空洞の定義、9
— 221の形式で
フォーブス、D.、メンドーサの地震について、151
地震の頻度、243
フレア、サー・H・バートル、地震による地質学的変化について、161
フックス『海の波について』176
— 地震の中心の移動について、233
— 地震と火山噴火について、271
361— 温泉について、157
噴気孔、地震の影響、156

ガイニッツ博士「海の波について」182
地質学者は、地震学への関心について、2
グレイ、T.、アスタティック振り子、26
— ブラケット地震計、27
— 円錐振り子、29
— デッドヒートペンデュラム、22
— 物体の回転について、196
— 転がる球体と円筒、29
— ねじり振り子地震計、25
—鉛直動地震計、32、33
—そしてミルン、地震計、38

服部一郎「日本の大地震について」244
ホートン教授、活火山一覧、227
— 地震の起源を見つける方法、209
丘陵、表面の支持が不足している、136
ヘーファー、ベッルーノの地震について、225
ホフマン、F.、気圧計と地震について、267
フック、地震動について、42
ホプキンス、地殻の厚さについて、284
フンボルト『隕石と地震について』261
— 気圧計と地震について、267
— 火山と地震について、279

想像力、地震の影響、2
器具、運動方向の由来、198
地震時の震度、51、71
— 京都の地震曲線、242
等震円の定義、10
— 領域、定義、10

クルーゲ『海の波について』175
— 地震の頻度について、246
— 同時地震について、248
— 地震と太陽黒点について、263
— 地球の脈動について、339
クライル、振り子地震計、25

湖沼の擾乱について、154
地震による土地への影響、146～162
— 運動の理由について、162
— 146に形成された亀裂や裂け目に
地球の脈動に対するレベルの使用について、328
地震に関する文献、6
— 日本の地震について、7

マレット、R.、地震エネルギーのテストとしての擾乱領域について、78
— 時計が止まると、36
— 地震に関する著作一覧、5
— 地震エネルギーの曲線、238
— 地震の定義、43
— 地震の頻度について、243
— 天体が地震に与える影響について、253
— 起源の最大深度、218
— 振り子式地震計、20
— 投影地震計、17
—ナポリ地震について、69、77、83、97、103、132、142、218、280​​​​​​​​​​​​
— 海の波の上、170
— 山の揺れの中で、135
362— 亀裂からの伝播について、217
焦点空洞の温度に関するマレット、84
マルヴァジア、M. ル・コンテ著『地響きについて』316
マーティン、DS、1874年のニューイングランド地震について、142
名造地震域、定義、10
メルツィ、微小地震の運動曲線について、322
隕石、地震、そして260
微小地震運動の原因について、324
リスボン地震について、D.ミルン、87
— 地震同期について、247
ミッチェル、地震動について、42
月の地震への影響、251、285
山々、揺れる、135

ナウマン、E.、流星と地震について、261
— 太陽黒点と地震について、263

海洋における擾乱について、163～186
起源、定義、9
— 決定に基づいて、187
— 運動の方向から推定される位置、192
— — 建物の破壊から、194
— — 物体の回転から、195
— — 発生時から199
— — 計算方法の例、200 – 212
地球上の振動、344
転倒モーメント、最大エリア、53

パーマー大佐HS、地球の震えについて、307
パルミエリ、時計が止まったとき、36、62
ポール、HM、地の震えについて、308
ペリー、A.、地震に対する月の影響について、251
地震の周期性に関するペリーの論文、8
ペリー判事、壁の開口部の位置について、111
物理学者、地震への関心について、2
惑星、地震への影響、260
プランタモール、M.、地球の脈動について、328
更新石学者の定義、10
ポリ、マサチューセッツ州、地震と太陽黒点について、263
— 地震と回転嵐について、294
プロスト、M. ル・バロン著『地殻変動について』316
地球上の脈動、4、326 – 343

受信者に関する記録、33
河川、擾乱について、154
ロックウッド教授、アメリカの地震について、6
ロナルドソン、T.、サンフランシスコの住宅について、129
ロッシ、MS di、テヴェレ川のガス噴出について、153
— オーロラと地震、264
— 地震の揺れ、317、320
— 地球の振動、346
— 地球の脈動、327
— 微小地震計、318
—マイクロフォニック観測、319、323
— 通常のトロモメーター、317

シュミット、地震に対する気圧の影響について、267
海の波、自然について、165
— 原因により、171
— 内陸で発生する地震ではめったに発生しない、175
— 伝播速度について、177
— 例、179
363季節、異なる地震の頻度、254
ゼーバッハ、起源の決定について、211
— 焦点空洞上、224
地震垂直、定義、9
地震と火山現象の関係、270
— —に関する結論、275、295
地震学の定義、9
地震計（様々な形態）、17～40
地震計、様々な形態、13～20
地震動の分布に関するセルピエリ、PA、231
地震の影、137
春、その期間の地震の頻度について、156
地震動について、Stukeley、42
— 地震とオーロラ、265
サクサトーレ、定義、10
太陽、地震への影響、253、285

気温の変化が地震に与える影響、268、294
テレモト、定義、10
トムソン卿W.「地球の剛性について」285
時間、記録装置について、35
トラヴァジーニ、F.、地震動について、42
トランベロレス、定義、10
地球上の震え、3、306-325

地震の影響を理解する、2

フェルベック、球面地震計とプレート地震計について、31
振動、地震の性質について、12
渦巻き運動、オン、70
— 定義、10

ワゲナー、振り子式地震計について、25
— 垂直動地震計、33
— 地震のリスト、76
波の経路、定義、9
波動、地震の性質について、55
— 干渉について、138
ウェルズ、地震の影響について、156
ウェンスロップ、1855年のニュージーランド地震について、79
西、平行運動地震計、28
ウィンスロー『海の脈動について』334
ウルフ、R.、地震と太陽黒点について、263
ウッドワード、地震動について、42

ヤング博士T.、地震動について、43

ザンテデスキ、MF、太陽と月が地震に与える影響について、285
ツェルナー、ブラケット地震計、27
— 地の震えについて、309
脚注:
[1]アカデミー インプの思い出ド・ディジョン、vol. 14.および xv.、第 2 シリーズ、1855 ～ 1856 年。
[2]日本地震学会論文集、第3巻、65頁。
[3]ジェントルマンズマガジン、1753年。
[4]列王記上 19:11, 12。
[5]『日本大震災に関する覚書』J.ミルン著、日本地震学会編、第3巻。
[6]マレットの地震に関する著作一覧、英国協会報告書、1858年、107ページを参照。
[7]季刊評論、第63巻、61ページ。
[8]De Mundo、c. iv.
[9]Phil. Trans. RS 、第3部、1882年 を参照。
[10]1851年英国協会報告書。
[11]「地球波の伝播速度について」H・L・アボット将軍著、アメリカ科学芸術ジャーナル、第15巻、1878年3月。「ハレットポイントでの爆発の衝撃」ヘンリー・L・アボット准将著、1876年11月、工兵隊エッサイオンズクラブで朗読。
[12]ウェスト改訂版、1849年7月。
[13]Phil. Trans.、L.、1755年。
[14]解答はマレットの『ナポリ地震の記録』第155巻から引用したものです。
[15]ナポリ地震、ii. p. 300。
[16]エディンバラ・フィル・トランス第31巻 を参照。
[17]1858 年の英国協会報告書、10 ページを 参照。
[18]メテオロロギア・エンドゲナ、ip 306。
[19]地震の「押し」に関するコメントを参照（162 ページ）。
[20]『地質学と自然史の研究』 374ページ を参照。
[21]「地震の街」、H・D・ワーナー、アトランティック・マンスリー、1883年3月。
[22]マレット、地震のダイナミクス。
[23]ヘイワーズのスタッドミル。
[24]RH Brunton, CE、FRGS、FGS、 日本アジア学会論文誌、1873 年 12 月 22 日および 1875 年 1 月 13 日による「Constructive Art in Japan」を参照。
[25]アメリカ地理学会誌、第10巻。
[26]フィルハ訳、1760年11月。
[27]同上、xviii.
[28]「地震の街」、H・D・ワーナー、アトランティック・マンスリー、1883年3月。
[29]T. ロナルドソン、「地震の危険性などに関する論文」
[30]地質学の原理、ライエル、第2巻、p.106。
[31]1857年ナポリ地震、R.マレット、第2巻、359ページ。
[32]Am. J. Sci. x. 191.
[33]Am. J. Sci. x. 191.
[34]英国協会報告書、1858年、106ページ。
[35]この神話の詳細については、「地震の原因」の章を参照してください。
[36]Am. Jour. Sci. vol. xp 191.
[37]『地球』 599ページ。
[38]ライエル『地質学原理』第 2 巻、第 29 章。
[39]Gent. Mag.第20巻、p.212。
[40]トランス。セイス。社会巻。 67 － 68 節。
[41]Am. Jour. Sci. vol. iv.
[42]Phil. Trans.第18巻。
[43]オールダムとマレット、「カチャール地震」、Proc.地質学。社会1872年。
[44]Phil. Trans.第 11 巻および第 18 巻; Gent. Mag.第 20 巻、212 ページ。
[45]トランス。ロイヤルジオグ。社会巻。 vi.
[46]Phil. Trans.第 36 巻および第 39 巻。
[47]Am. Jour. of Sci. 1865年、第41巻、p. 365。
[48]手順地質学。社会Ａｐ． 1875年、p. 270.
[49]Gent. Mag.第21巻、569ページ。
[50]Jahrb. f. Min. 1840、p. 173。
[51]オールダムとマレット、「カチャール地震」、Trans. Geolog. Soc. Ap. 1872。
[52]O. ヴォルガー、ウンタース üb. d.ファン。 d.エルドブ。巻。 iii. p. 414.
[53]メテオロロギア・エンドゲナ、vol. IP166。
[54]Gent. Mag.第26巻、91ページ。
[55]Compte Rendu、1873年、66ページ。
[56]地震の歴史的記述、46ページ。
[57]Phil. Trans. vol. xlix. p. 436.
[58]Am. Jour. Sci. vol. xlv. p. 129.
[59]Phil. Trans. vol. xlix. p. 547.
[60]同上、第 42 巻および第 39 巻。
[61]Phil. Trans. vol. xlix、パート I.
[62]Compte Rendu、1873 年、パート ii。 p. 66.
[63]バルカン死ね。エルス。 d.エルデ、CWCフックス。
[64]コント・レンデュ、1875年、693ページ。
[65]Gent. Mag.第19巻、190ページ。
[66]Phil. Trans. vol. xlix. p. 115.
[67]Gent. Mag.第21巻、1751年。
[68]ジュール。ロイヤルジオ。社会巻。 vi. p. 319.
[69]ダーウィン『地質学者』 232頁。
[70]同上、 245ページ。
[71]ライエル『地質学原理』第2巻、107～108ページ。
[72]ジェント。マグ。 1733 年、vol. iii. p. 217.
[73]「カッチの地震」、Jour. Royal Geo. Soc. vol. xl.
[74]M. Daussy、「緯度 0 度 20 分付近のスマリン火山の存在確率」 S., et 22° 0′ de long, ouest,’ Comptes Rendus、vol. vi. p. 512.
[75]Am. Jour. Sci. vol. xlv. p. 133.
[76]Am. Jour. Sci. vol. xiv. p. 209.
[77]DCF Winslow、「Tides at Tahiti」、Am. Jour. Sci. 1865、p. 45、およびMalletのCatalogue of Earthquakes。
[78]Am. Jour. Sci. vol. ip 469.
[79]ダーウィン『地質学の研究』 378ページ。
[80]クルーゲ、ジャールブ。 f.分。 1861年、p. 977。
[81]ダーウィン『博物学者の航海』 309ページ。
[82]AD Bache教授、「米国海岸調査報告書」、1855年、342ページ。
[83]米国海岸サリー報告書、またはAm. Jour. Sci. vi. p. 77。
[84]Petermann の Mittheilungen、1877、Heft xii。 S. 454、およびNova Acta der Ksl.レオプ。キャロル。ドイツアカデミー。 d Naturforscher、バンドXL。 9番。
[85]J. ミルン「1877年5月9日ペルー地震」日本地震学会論文集第2巻を参照。
[86]英国協会報告書、1847年、84ページ。
[87]ダス エルドベベン フォン ヘルツォーゲンラート、他、p. 134.
[88]Phil. Trans. vol. li.
[89]Am. Jour. Sci. 1872を 参照。
[90]デイヴィッド・ミルンは、「イングランドで記録された 110 回の地震のうち、31 回はウェールズで発生し、31 回はイングランド南海岸沿いで発生し、14 回はヨークシャーとダービーシャーの境界で発生し、5 回か 6 回はカンバーランドで発生した」と述べている。
[91]E. スース、Die Erdbeben Niederösterreiches。
[92]H. ホッファー、エルドベベン ケルンテンス。
[93]『自然地理学に関する 6 つの講義』、S. ホートン牧師 (FRS) 著、第 1 章。
[94]ラムゼイ、「山脈の地質学的歴史」、鉱業ジャーナル。
[95]ある場所で地震の揺れが急激に減少した顕著な例として、スコットランドのコムリーが挙げられます。1839年から1840年にかけて、11ヶ月間で60回もの揺れが感じられました。1842年から1843年にかけては約30回、翌年には37回にまで減少しました。その後、揺れの回数は減少し、コムリーでもイギリス諸島の他の地域と同様に、ほとんど発生しなくなりました。
[96]Phil. Trans.第1巻、1836年。
[97]Am. Jour. of Sci. vol. xxxvii. p. 1.
[98]ミルン、「イギリスの地震」、エディンバラ・フィルハーモニー・ジャーナル第31巻。
[99]Phil. Trans. vol. xlix. pt. i.
[100]Compte Rendus、1875年、690ページ。
[101]Am. Jour. Sci. vol. xi. p. 233.
[102]日本アジア学会誌、第6巻第353号。
[103]クルーゲ、ウーバー ディ ウルサヘン、他、p. 74.
[104]午前。ジュール。科学。巻。 19. p. 162.
[105]ミット。 d.ドイツ語。ゲス、1878 年 8 月。
[106]英国協会への報告書、1850年、74ページ。
[107]フックス、『Die Vulkanischen Erscheinungen der Erde』、p. 424.
[108]ベルン。ナチュラルフ。ゲゼルシャフト、1852 年。
[109]Comptes Rendus、1874 年、1 月から 6 月、p. 51.
[110]Boué、Parallele der Erdbeben、Nordlichter und Erdmagnetismus、シッツ。デア KA d.ヴィッセンシュ。 1856 年、vol. iv. p. 395.
[111]メテオロロギア・エンドゲナ、vol. ip 107 など
[112]フィル。トランス。巻。 118. p. 221.
[113]ジェント。マグ。巻。 xxv​​ii。 p. 508.
[114]Die Vulkanischen Erscheinungen der Erde、p. 419.
[115]ピーターマンのGeogr.ミット。 1858 秒。 246.
[116]ハワイ諸島の火山に関する覚書、WTブリガム記念ボストン国立歴史協会、1868年。
[117]Gent. Mag.第23巻、1753年。
[118]ジュール。ロイヤルジオグ。社会巻。 vi.
[119]同上、第6巻。
[120]Phil. Trans. vol. 42.
[121]Am. Jour. Sci. vol. xp 191.
[122]「1879年12月21日～30日のサンサルバドル地震」Am. Jour. Sci. vol. xix. p. 415.
[123]Gent. Mag. 1757、323ページ。
[124]Phil. Trans. vol. li., 1760.
[125]マレット著『英国協会への報告書』 1858年、67ページ。
[126]フォン・ラソー、ヘルツォーゲンラートの地震。
[127]ライエル『原理』第2巻51ページ。
[128]ライエル『原理』第402巻。
[129]フックス、464ページ。
[130]Comptes Rendus、1854年8月。
[131]ネイチャー、1883年4月26日。
[132]Phil. Soc.、ウェリントン、ニュージーランド、1875年。
[133]Phil. Trans.、第42巻。
[134]MS ディ ロッシ、カザミッチョラの地震。
[135]Phil. Trans.、第18巻、1683–5年。
[136]同上、第49巻。
[137]HDワーナー、「地震の街」、アトランティック・マンスリー、1833年3月。
[138]パーマー, Trans. Seis. Soc. of Japan , vol. iii. p. 148.
[139]パーマー, Trans. Seis. Soc. of Japan , vol. iii. p. 148.
[140]ポール, Trans. Seis. Soc. of Japan , vol. ii. p. 41.
[141]GH と H. ダーウィン、「英国協会の報告書」、1881 年。
[142]1881 年の英国協会報告書。
[143]Comptes Rendus、1875 年、1 月から 6 月、p. 685.
[144]電話番号ジュール。、1881年11月15日。
[145]土木学会議事録、第61巻、p.412、および第64巻、p.343。
[146]『地球の震え』309 ページ、M. d’Abbadie などの実験を 参照。
[147]内気象学。
[148]同上。
[149]Phil. Trans.第49巻、544ページ。
[150]年次記録、第4巻、1761年、92ページ。
[151]フィル。マグ。、1876年5月、p. 447.
[152]ボストン協会国立歴史協会、1868年。
[153]『タヒチの潮汐に関する覚書』など、Am. Jour. Sci. 1866年、第42巻、45ページ。
[154]日本地震学会論文集、第4巻。ミルン「地震の系統的観測」。
[155]地質学原理、第2巻、177。
[156]ジェント。マグ。、vol. xxv​​ii。 p. 448.
[157]Phil. Trans.、第41巻、p.805。
[158]メテオロロギア・エンドゲナ、vol.私。 186、187ページ。
[159]ダーウィン『地質学的観察』275 ページ以降。
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身体的表現：その様式と原理。フランシス・ワーナー医学博士（医学博士、ロンドン病院助手、植物学講師など）。51点の図版付き。1.75ドル。
類人猿。ベルリン大学教授ロバート・ハートマン著。63点の図版付き。1.75ドル。
原始時代との関係における哺乳類。オスカー・シュミット著。1.50ドル。
比較文学。ハッチソン・マコーレー・ポスネット著。修士、法学博士、弁護士。ニュージーランド、オークランドのユニバーシティ・カレッジ、古典学・英文学教授。著書に『歴史的方法』など。1.75ドル。
地震とその他の地殻変動。東京帝国工科大学鉱業・地質学教授、ジョン・ミルン著。38枚の図版付き。
ニューヨーク: D. APPLETON & CO.、1、3、5 Bond Street。

火山:
それらは何であり、何を教えるのか。
著者：JW JUDD、
王立鉱山学校（ロンドン）地質学教授。

96点のイラスト付き。12ヶ月用。布張り、2ドル。

「この書物は、私たちがこれまで読んできた科学書の中で最も楽しいものの一つである。」—アテネウム。

「ジャッド氏の要約は非常に充実しており、かつ簡潔であるため、短い書評で公平な見解を伝えることはほぼ不可能である。」—ポール・メル・ガゼット

「ジャッド教授は、火山活動の本質、火山体の内部構造、地球表面における火山の分布、地球誕生の様々な時期における火山活動、自然経済における火山の役割、そして火山活動を説明するために提唱されてきた様々な理論について論じています。本書では膨大な情報を簡潔にまとめていますが、それは私たちが無限のエーテル空間を航行するこの小さな地球の泡の過去の歴史と未来の運命との関連において、多くの人々の心を魅了するものです。」—ニューヨーク・ホーム・ジャーナル

「この本は、火山の現象と山脈の形成に関する事実を徹底的に記述し、主に南ヨーロッパのさまざまな場所での忍耐強く広範な個人的な調査と研究の成果である、興味深い観察と事実を大量に紹介していますが、他の地域の世界の大きな火山も無視していません。」—ハ​​ートフォードタイムズ。

「忍耐強い観察力、的確な判断力、そして鋭い推論力の魅惑的な例。ジャッド教授の巧みな描写によって、火山は自らの歴史を語るだけでなく、一見無関係に思える地球上の諸問題の解決にも迫られる。その物語は、力強くも緊張感に満ちた言葉遣いと、真摯さと抑えた熱意をもって語られ、読者を心地よく刺激する。」—ボストン・ガゼット

ジャッド教授はまず、火山の従来の定義の誤りを指摘する。噴火口は山頂ではなく、山腹や丘陵の麓にあることが多く、煙ではなく蒸気を噴き出す。そして、燃え盛る炎とされるものは、これらの蒸気雲に反射した溶融物質の塊の輝く光に過ぎない。こうして私たちの従来の無知は払拭され、この素晴らしい著作では、火山の内部構造、火山活動の性質と生成物、火口から噴き出す物質の分布、火山中心部で起こる一連の活動など、すべてが非常に巧みに、そして明快に論じられている。—フィラデルフィア・タイムズ

「非常に興味深い主題に関する簡潔で優れた論文。」—フィラデルフィア ノース アメリカン。

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現代物理学の概念と理論。

JB STALLO著。

12か月、布製 1.75ドル。

スタロ判事の著作は、現在物理学において基礎とされている宇宙の力学的概念の妥当性を探求したものである。彼は、物質の原子論、気体運動論、エネルギー保存則、星雲仮説といった、この力学的概念に基づく主要な現代学説を取り上げ、それらがどれだけ確固とした経験的根拠に基づき、どれだけが形而上学的思索に基づいているかを探ろうとしている。ドレイパー博士の『宗教と科学』の出版以来、本書ほど思慮深く教養のある読者に深い感銘を与える書物は、我が国で出版されていない。…著者の学識の広範さと精緻さ、推論の鋭さ、そして文体の類まれな正確さと明快さは、科学論文において同時に示されることは極めて稀な特質である。—ニューヨーク・サン

シンシナティのJBスタロ判事はドイツ生まれで、17歳頃にこの国に移住しました。彼は幼い頃から科学に親しみ、東部の大学で数年間講義を行いましたが、やがて法律家へと転向しました。また、数年前、若き日に著作として優れた形而上学論文を執筆したことで、作家としても多くの人々に知られています。本書は熟読し、理解するためには研究を重ねなければなりませんが、形而上学を学ぶ者だけでなく、科学を学ぶ者も、その論理的展開に深い関心を抱くことでしょう。本書は、科学哲学への時宜を得た、示唆に富む貢献であり、知識の進歩における今日の切実な課題によって、まさに必要とされているものです。その内容の確固たる価値と、その学術的な完成度の高さは、等しく称賛に値します。— 『ポピュラー・サイエンス・マンスリー』

本書は専門家よりもはるかに幅広い層、つまり明晰な思考を重んじる人々、あるいは科学的思考の進歩よりも正確さに関心を持つすべての人々にとって極めて興味深いものである。本書は物理科学の成果と理論を扱っており、実験室のプロセスについては一切触れていない。哲学書としては異例の明快さと、真理を探求する強い意志をもって書かれている。真理を探求するための第一の前提条件は、蓄積され急速に定着する虚偽を排除することであることを意識している。本書は、実験装置を離れて天体観測に赴く科学者たちへの、明快であると同時に厳しい科学的叱責である。「彼らが陥った落とし穴はここにある」―ニューヨーク・ワールド紙

「この本は科学的議論への重要な貢献であり、論理の緻密さと、表現の明快さと説得力に優れている。」—ボストンジャーナル。

すべての書店で販売されます。または、代金を受け取ったら、郵便で送料を支払って発送されます。

ニューヨーク: D. APPLETON & CO.、1、3、5 Bond Street。

転写者のメモ:

空白ページは削除されました。

静かに誤字を修正しました。

スペルとハイフネーションのバリエーションが統一されました。

前面の出版物リストを後ろに移動しました。

77 ページ、89 ページの表: 不要な右中括弧を削除しました。

表の 240 ページと 257 ページ: 大きな右中括弧の代わりにセルの境界線を使用するように変更されました。

表 259 ページ: 北半球の平均 15.0 が 150 に修正されました。

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「地震とその他の地殻変動」の終了 ***
《完》