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地震ハザードとは、特定の地理的領域で、特定の時間枠内に、特定の閾値を超える地動強度で地震が発生する確率のことです。 [ 1 ] [ 2 ]このようにハザードを推定することで、地震リスクを評価し、標準的な建物の建築基準、大規模な建物やインフラプロジェクトの設計、土地利用計画、保険料率の決定などの分野に組み込むことができます。
地震ハザード調査では、予測される地盤運動の標準的な尺度として、どちらも紛らわしいことにMCEと略される2つの尺度が用いられることがあります。1つは、標準的な建築基準で使用される、より単純な確率論的な最大想定地震（またはイベント[ 3 ]）であり、もう1つは、ダムや橋などの大規模な建物や土木インフラの設計に組み込まれる、より詳細で決定論的な最大想定地震です。どちらのMCEについて議論されているのかを明確にすることが重要です。[ 4 ]
地震ハザードを決定するための計算は、1968 年にC. Allin Cornellによって初めて定式化されました[ 5 ]。その重要性と用途のレベルによっては、非常に複雑になることがあります[ 6 ]。 まず、地域の地質と地震学の状況を調査し、地震計の記録から、深部と地表の両方で地震の発生源とパターンを調べます。次に、これらの発生源の影響を、地域の地質岩石と土壌の種類、傾斜角、地下水の状態との関連で評価します。このようにして、同様の潜在的な地震の揺れのゾーンが決定され、地図上に描かれます。よく知られているサンアンドレアス断層は、環太平洋火山帯に関連する大陸縁辺部の多くの地域と同様に、より大きな動きの可能性のある細長い楕円形のゾーンとして示されています。大陸内部の地震活動が高いゾーンは、プレート内地震の場所である可能性があり、特定の原因断層が地震の発生源として一般的に特定されていないため、 1812 年のニューマドリッド地震などの歴史的記録に基づいて、広い領域として描かれる傾向があります。
各ゾーンには、震源ポテンシャルに関連する特性（年間地震発生回数、最大地震規模（最大マグニチュード）など）が割り当てられます。最終的に、計算には、特定の地震規模と距離に応じた必要なハザード指標を算出する数式が必要となります。例えば、地域によっては最大加速度を用いる場合もあれば、最大速度を用いる場合もあり、より高度な用途では応答スペクトル値を用いる場合もあります。
コンピュータプログラムは、すべてのゾーンにわたって積分を行い、主要な地盤運動パラメータの確率曲線を作成します。最終結果は、指定された期間内に特定の値を超える「確率」を示します。住宅所有者向けの標準的な建築基準では、500年に1回の確率が考慮されるかもしれませんが、原子力発電所では1万年の時間枠が考慮されます。より長期的な地震履歴は、古地震学によって取得できます。結果は、地震解析で使用するための地盤応答スペクトルの形で得られる場合があります。
このテーマのより詳細なバリエーションでは、土壌の状態も考慮されています。[ 7 ]硬い岩盤の場所と比較して、柔らかい湿地ではより大きな地盤振動が発生する可能性が高いです。標準的な地震ハザード計算は、特徴的な地震を想定すると上方修正されます。土壌の状態により地盤振動が大きい地域では、液状化による土壌破壊が発生することもよくあります。急峻な地形では、地震による地滑りによって土壌破壊が発生することもあります。1964年3月28日にアラスカ州アンカレッジで発生したグッドフライデー地震のように、比較的緩やかな斜面でも広範囲の地滑りが発生することがあります。
一般向けに作成された通常の地震ハザード解析では、特定の地域における「想定最大地震」または「想定最大事象」（MCE）とは、約2,500年に一度発生すると予想される地震、つまり50年以内に2%の確率で超過する地震を指します。この用語は、人々が日常的に利用する一般的な建築基準に特に使用されます。多くの地域では、MCE発生時に建物が「倒壊防止」されるように設計することが、非必須建物に対して求められています。これは、建物の構造全体が維持されるのではなく、建物が倒壊せずに残って居住者の安全と避難を可能にするためです。
はるかに詳細で厳密なMCEは「最大想定地震」の略で、[ 8 ] [ 9 ]これは、構造的破壊が他の壊滅的な結果につながる可能性がある超高層ビルやダムなどの大規模な土木インフラの設計に使用されます。これらのMCEでは、含まれる構造物の種類に応じて、複数の特定の地震イベントを決定する必要がある場合があります。[ 10 ]
USGSが公開した地図の中には、50年以内に超過する確率が10%である最大地盤加速度をメートル毎秒平方で示したものもある。米国の一部地域では、2008年の国家地震ハザードマッピングプロジェクトにより、50年以内に超過する確率が2%である最大加速度（重力に対する割合）を示す地震ハザードマップが作成された。2014年に設立されたTemblor社は、米国本土全域の地震ハザードランクを提供している。このサービスは無料で広告なしで一般に公開されている。ハザードランクは「2014年のUSGS NSHMPハザードモデルに基づいて、30年以内に強い揺れ（最大地盤加速度0.4g）を経験する可能性に基づいて作成されている」[ 11 ] 。
世界の地震ハザードマップも同様に、 50年間（475年の再現期間に相当）の間に超過する確率が10％ （または超過しない確率が90％）ある特定の地動のレベルを示しています。[ 12 ]