P波とS波の粒子運動ビジュアライザーP-Wave and S-Wave Particle Motion Visualizer

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. 地震の波が岩盤の中を伝わるとき、岩盤の粒子そのものも震源から遠くへ運ばれていくと思いますか。When an earthquake wave travels through rock, do you think the rock particles themselves are carried far away from the focus?💡 池に石を投げて波が広がるとき、水面に浮かんだ木の葉がどう動くかを思い出しましょう。Think about how a leaf floating on a pond moves when waves spread out from a stone thrown into the water.
2. 震源から地震計までの距離が2倍になると、初期微動継続時間（P波が着いてからS波が着くまでの時間）はどうなると思いますか。If the distance from the focus to the seismometer doubles, what do you think happens to the P–S time (the time from the P-wave arrival to the S-wave arrival)?💡 P波とS波は、それぞれ一定の速さで進むと考えてみましょう。Assume that the P-wave and the S-wave each travel at a constant speed.

2動かしてみようTry it

1. 最初の状態（震源距離 d 200 km、振幅 60 %、再生速度 ×4.0）で「リセット」を押し、左の上下2つのレーンで、P波とS波の粒子（点）がどの向きに揺れるかを観察する。オレンジ色の目印の粒子が、元の位置（十字）からどこまで動くかにも注目する。In the starting state (Distance d 200 km, Amplitude 60 %, Playback speed ×4.0), press "Reset" and watch which way the particles (dots) shake in the upper P-wave lane and the lower S-wave lane. Also watch how far the orange marker particle moves from its rest position (the cross).
2. 右の地震計の記録で、P波が到達したときと、S波が到達したときの揺れ方のちがいを見る。必要なら「一時停止」で止めて、黄色い帯（初期微動）と下の表の値を読む。On the seismometer record on the right, compare the shaking when the P-wave arrives and when the S-wave arrives. Use "Pause" if needed, and read the yellow band (preliminary tremors) and the values in the table below.
3. 「震源距離 d」スライダーを 100 km、200 km、400 km と変え、表の「P到達時刻」「S到達時刻」「初期微動継続時間」の値を記録する。Move the "Distance d" slider to 100 km, 200 km, and 400 km, and record the "P arrival", "S arrival", and "P–S time" values in the table.
4. 「振幅」スライダーを 100 % にして、左の粒子の揺れと右の記録の振れがどう変わるかを見る。初期微動継続時間は変わるかどうかも確かめる。Set the "Amplitude" slider to 100 % and see how the particle motion on the left and the trace on the right change. Also check whether the P–S time changes.

3確かめようCheck

1. P波とS波で、粒子はそれぞれどの向きに揺れていましたか。Which way did the particles shake in the P-wave and in the S-wave?→ P波では粒子が進行方向（左右）に前後に揺れ、粒子が密な部分（濃い帯）と疎な部分が右へ伝わりました（縦波）。S波では粒子が進行方向と垂直（上下）に揺れました（横波）。In the P-wave, particles shook back and forth along the direction of travel (left–right), and crowded regions (dark bands) and spread-out regions moved to the right (a longitudinal wave). In the S-wave, particles shook at right angles to the direction of travel (up and down) (a transverse wave).
2. 目印の粒子は震源から遠くへ運ばれましたか。Was the marker particle carried far away from the focus?→ 運ばれませんでした。元の位置（十字）のまわりで揺れるだけで、揺れ（波）だけが右へ伝わりました。No. It only shook around its rest position (the cross); only the shaking (the wave) traveled to the right.
3. 震源距離 200 km のとき、P波とS波はそれぞれ何秒後に到達し、初期微動継続時間は何秒でしたか。地震計の揺れ方はどう変わりましたか。At a distance of 200 km, when did the P-wave and the S-wave arrive, and what was the P–S time? How did the shaking on the seismometer change?→ P波は約 28.6 s（200÷7）、S波は 50.0 s（200÷4）に到達し、初期微動継続時間は約 21.4 s でした。P波の到達で小さな揺れ（初期微動）が始まり、S波の到達で大きな揺れ（主要動）に変わりました。The P-wave arrived at about 28.6 s (200 ÷ 7) and the S-wave at 50.0 s (200 ÷ 4), so the P–S time was about 21.4 s. Small shaking (preliminary tremors) began when the P-wave arrived and changed to large shaking (main tremors) when the S-wave arrived.
4. 震源距離を 100 km、200 km、400 km と変えると、初期微動継続時間はどうなりましたか。How did the P–S time change as the distance went from 100 km to 200 km to 400 km?→ 約 10.7 s → 21.4 s → 42.9 s となり、距離が2倍になると初期微動継続時間も2倍になりました（比例）。振幅を変えても初期微動継続時間は変わりませんでした。It went from about 10.7 s to 21.4 s to 42.9 s: doubling the distance doubled the P–S time (direct proportion). Changing the amplitude did not change the P–S time.

4考えようThink further

1. ある観測点で初期微動継続時間が 15 s でした。このシミュレーションと同じ速さ（P波 7 km/s、S波 4 km/s）だとすると、震源までの距離はおよそ何 km ですか。At one station the P–S time was 15 s. Using the same speeds as this simulation (P-wave 7 km/s, S-wave 4 km/s), about how far away is the focus?→ 初期微動継続時間 = 3d/28 なので、d = 15 × 28 ÷ 3 = 140 km です。スライダーを 140 km にすると、表の初期微動継続時間が 15.0 s になることで確かめられます。Since P–S time = 3d/28, d = 15 × 28 ÷ 3 = 140 km. You can confirm it by setting the slider to 140 km: the P–S time in the table reads 15.0 s.
2. 緊急地震速報は、P波を観測してからS波による大きな揺れが来る前に知らせるしくみです。震源に近い場所ではなぜ間に合わないことがあるのですか。An earthquake early warning detects the P-wave and announces the quake before the strong S-wave shaking arrives. Why does it sometimes come too late near the focus?→ 震源に近いほど初期微動継続時間が短く（d = 0 km では 0 s）、P波を観測して速報を出すまでの時間のうちにS波が届いてしまうからです。The closer you are to the focus, the shorter the P–S time (0 s at d = 0 km), so the S-wave arrives before there is time to detect the P-wave and send the warning.

よくある誤解Common misconceptions

• 「地震の波が伝わるとき、岩石そのものが震源から遠くへ移動する」という誤解。粒子はその場で揺れるだけで、伝わるのは揺れ（エネルギー）である。The idea that rock itself moves away from the focus as the earthquake wave travels. Particles only vibrate in place; what travels is the shaking (energy).
• 「P波とS波は震源から同時に出ないので、到達時刻がずれる」という誤解。両方は同時に発生するが、速さが違うため遠いほど到達時刻の差が大きくなる。The idea that P- and S-waves arrive at different times because they leave the focus at different times. They start at the same time, but their speeds differ, so the gap grows with distance.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)