地震エネルギー計算機
Convert earthquake magnitude to energy equivalent in joules, TNT tons, and atomic bombs.
Calculation地震エネルギーとマグニチュードの理解
地震のマグニチュードは対数スケールで測定されます。つまり、整数が1つ上がるごとに測定振幅は10倍、放出エネルギーは約31.6倍になります。この指数関数的関係はグーテンベルグ・リヒターのエネルギー・マグニチュード公式:log₁₀(E) = 1.5M + 4.8で記述されます。ここでEはジュール単位のエネルギー、Mはモーメントマグニチュードです。M7.0の地震はM5.0の約1,000倍のエネルギーを放出します。これはTNT約50万トンの爆発に相当します。
モーメントマグニチュードスケール(Mw)は、ほとんどの用途で元のリヒタースケールに代わるもので、地震モーメント(断層のすべりにより放出される総エネルギーの尺度)に基づいています。リヒターの局所マグニチュード(ML)とは異なり、モーメントマグニチュードは高い値で飽和しないため、大地震に対して好まれるスケールです。地震モーメントは3つの要因に依存します:岩石の剛性率、破壊された断層面の面積、断層沿いの平均変位量です。
計算の背後にある科学
- リヒタースケールは1935年にチャールズ・リヒターが南カリフォルニアの地震のために開発しました。1970年代にモーメントマグニチュードスケールがグローバルな使用のために取って代わりました。
- 地震の総エネルギーのわずか約1〜10%のみが地震波として放射されます。残りは岩石の破壊と断層沿いの熱の発生に消費されます。
- TNT換算は直感的な比較を提供します:2011年のM9.1東北地方太平洋沖地震は約6億トンのTNTに相当するエネルギーを放出しました。
- 小規模地震(M2〜3)は数キログラムの爆薬に匹敵するエネルギーを放出しますが、巨大地震(M8以上)は核兵器に匹敵します。
主な用途
- 歴史的地震の相対的な威力を比較し、その破壊力を理解すること。
- 地球科学の授業で対数スケールと指数関数的なエネルギーの関係について学生に教えること。
- TNTや落雷などの日常的なエネルギー換算を用いて地震のマグニチュードを理解すること。
How to Use
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1
Enter the Earthquake Magnitude
Input the moment magnitude (Mw) of the earthquake. Mw is the standard scale used by seismological agencies since the 1970s and is the most accurate measure across all magnitude ranges.
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2
Select Your Energy Units
Choose whether to see energy equivalents in joules, kilotons of TNT, or Hiroshima atomic bomb equivalents. The calculator applies the USGS energy-magnitude relation: log E = 5.24 + 1.44 Mw.
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3
Compare Across Magnitudes
Add a second magnitude to see the energy ratio between the two events. Because the scale is logarithmic, each unit increase in Mw corresponds to about 31.6 times more released energy.
About
Earthquake energy and magnitude are connected through one of science's most consequential logarithmic scales. Charles Richter introduced the local magnitude (ML) scale in 1935, calibrated to a specific seismograph at a specific distance in Southern California. While the name 'Richter scale' persists in popular usage, seismologists now use moment magnitude (Mw), developed by Hiroo Kanamori and Thomas Hanks in 1979, which remains consistent across the full spectrum from microearthquakes to the largest megathrust events and does not saturate at high magnitudes as earlier scales did.
The physical quantity underlying Mw is the seismic moment (M0), calculated as M0 = μ × A × d, where μ is the shear modulus of the rock (typically 3 × 10^10 Pa for the crust), A is the ruptured fault area, and d is the average displacement across the fault. Mw is then derived as Mw = (2/3) × log10(M0) − 6.07. This formulation means that fault geometry directly determines magnitude: a rupture covering a 200 × 100 km fault plane with 5 m of average slip yields a specific, calculable M0 and hence a well-defined Mw.
Energy equivalents help communicate earthquake power to non-specialist audiences. The most commonly cited comparison is the atomic bomb: the Hiroshima bomb released approximately 63 terajoules. A magnitude 6.0 earthquake releases energy comparable to about 1 Hiroshima bomb, while a magnitude 8.0 releases energy comparable to about 1,000. These comparisons, while vivid, can mislead: earthquake energy is released over a fault plane tens to hundreds of kilometers long over tens of seconds, and only a fraction couples into the seismic waves that cause damage at the surface. The depth, focal mechanism, and local site response all shape the destruction as much as the raw energy figure.