防災科学技術研究所研究報告

第 73 号

2009 年 3 月

世界の地震カタログ（1900～1999 年）とマグニチュードの不均質性
野口伸

Note on the Heterogeneity of Earthquake Magnitudes
in the Global Centennial Catalog (1900-1999)
Shin-ichi NOGUCHI*

Earthquake Research Department
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, Japan
shin@bosai.go.jp

Abstract
The centennial earthquake catalog 1900 1999 of instrumentally recorded worldwide earthquakes compiled by Engdahl
and Villaseñor (2002) is basically important in various fields of seismology ; however, the details of the catalog have notnecessarily been clarified． In this paper we examine the constituent ratio of magnitude scale (msc) and source catalog(mdo) of the preferred magnitude Mag of individual earthquakes, which was selected uniquely from various source
catalog based on CENT.CAT (all earthquakes) and CENT7.CAT (earthquakes with magnitude > 7) database in thecentennial catalog. We also examined sources of moment magnitude Mw which constitute 59.4 % of a catalog of Mag >7 based on CENT7.CAT. From these investigations, we found noticeable features in the centennial catalog and thefollowing points should be noted. First, the temporal variations of earthquake number in terms of the constituent ratio of
msc and mdo in each year indicate that the preferred Mag of earthquakes before 1964 is particularly heterogeneous, due tothe various compositions of msc and mdo. Also, the frequency-magnitude relation in terms of the constituent ratio of
msc and mdo shows remarkable variation of the constituent ratio depending on Mag. In particular the characteristics of
Mag6.8 are distinct from other Mag levels. Further, the number of earthquakes of Mag > 7 and their frequency-magnitude
distribution based on CENT.CAT and CENT7.CAT are different. This difference is due to the exclusion of 55
earthquakes of Mag > 7.0 with particular mdo from CENT.CAT in the process of establishing a catalog of Mag > 7.
Secondly, the moment magnitude Mw of the catalog of Mag > 7 before 1976 is mostly based on the seismic moment
catalog by Pacheco and Sykes (1992), most of which is based on the conversion of surface wave magnitude Ms to seismic
moment M0 and then to Mw through an empirical formula. In addition, these Ms are corrected temporally based on the
hypothesis of the constant occurrence rate of worldwide seismicity. Considering the temporally fractal nature andlong-term correlation of seismic activity revealed by Ogata and Abe (1991), Mw converted from temporally corrected Ms
may have large uncertainty. These features and contents of the centennial catalog revealed by this study are important toutilize the catalog correctly and effectively.
Key words : Centennial earthquake catalog, Heterogeneity of catalog, Moment magnitude, Seismicity rate,Long-range correlation

1.

はじめに
地震カタログは地震活動の調査研究や地震危険度評価に不可欠な基礎資料である．地震カタログを利用する上で，そのカタログの使用条件，カタログ作成の背景 変

独立行政法人

防災科学技術研究所

遷等の情報も欠かせない．カタログを無条件に使って解析した結果，カタログの人 的要 を誤って自然現象と解釈することが稀ではないからである．例えば，活発化傾向にある最近のユーラシアプレート南東部の地震活動

地震研究部
－1－

防災科学技術研究所研究報告の推 ，日 本列 島周辺の 地震 活動 との 相関 ，連 動性等を, 予測精度を上げて的確に解釈するためには，マグニ
チ ュ ード決定に 貫 性が ある長 期的 に均 質な世 界的カ
タログに基づく解析が基本的に重要である．
最近の世界的な地震のカタログとして，1900～1999 年の 100 年間の器械観測による地震データを編集し統合した Engdahl and Villaseñor (2002)のカタログがある．このカタログは，国際地震学及び地球内部物理学連合 IASPEI（International Association of Seismology and Physics of the
Earth's Interior）の百周年を記念して刊行された「地震学及び地震工学国際ハンドブック」（Lee et al. , 2002；通称
IASPEI ハ ン ド ブ ッ ク ） に 収 め ら れ ， 百 年 カ タ ロ グ（Centennial catalog）と総称されている．
この百年カタログは，全データベースを収めた
CENT.CAT と，マグニチュード 7 上の地震のデータベー
ス CENT7.CAT，および CENT7.CAT に基づく本文中の「1900-1999 年のマグニチュード> 7 の地震リスト」で構成されている．CENT.CAT と CENT7.CAT のデータベース
は付属の CD に収録され，大学や諸機関，研究者個人が作成 刊行した多数の地震カタログの出典とマグニチュードの情報を地震毎に収録している．Engdahl and Villaseñor(2002)の主要な 図は，全データベース CENT.CAT に基づいて，100 年間を通して漏れなく観測される地震の最小マグニチュード（カットオフマグニチュード）を見積り，その最小マグニチュード 上の地震の地震発生率（単時間当たりの地震数）を評価するための，ひとつの完全なカタログ（complete catalogue）を作成することであった．そのため，既存のカタログから各地震を代表する最適なマグニチュード(preferred magnitude) Mag を選択し，その Mag の種類と出典カタログの情報，および各地震の震源の発震時，震源 置をまとめて，ひとつのカタログを作成した．これが本文に掲載された「1900-1999 年のマグニチュード> 7 の地震リスト」である．
このマグニチュード> 7 の地震リストは，世界の地震
活動や危険度評価の基礎データとして広く参照されている． 使用 に際 して ，特 に 選択 した 最適 マ グニ チュード
Mag の情報が極めて重要である．しかし，Engdahl andVillaseñor (2002)は，このマグニチュード> 7 のリストは相当に不均質であること を述べているが （Engdahl andVillaseñor, 2002, p667），リストの詳細についての具体的解説や図表は示されていない．またこの百年カタログの内容に関する調査 文献等も，これまでの所，見当たらない．このような事情から，本論文ではこの百年カタロ
グのデータベースに遡り，特にマグニチュードの構成と時間変化の詳細を調べる．これにより，百年カタログの特徴，留 点を示し，適切 有効なカタログの利用に資することを主な目的とした．
下 ， 次 章 で は 二 つ の デ ー タ ベ ー ス CENT.CAT ，
CENT7.CAT の構成を示し， 各地震の最適なマグニチュー
ド Mag の選択方法について述べる．具体的にマグニチュー
ドの種類と出典の構成と時間変化，不均質性を CENT.CATについて調べる．第 3 章では，CENT7.CAT に基づいて作－2－

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2009 年 3 月

成された「1900-1999 年のマグニチュード> 7 の地震リスト」の内訳を調べる．その中で，比較的古い地震の最適なマグニチュード Mag は，元のカタログのマグニチュー
ド の 特 性 を 考 慮 し て 取 捨 選 択 さ れ ， CENT7.CAT は
CENT.CAT から単純に Mag > 7.0 を取り出したものではないことを示す．第 4 章では「1900-1999 年のマグニチュー
ド> 7 の地震リスト」へ寄与の大きい Pacheco and Sykes(1992)のカタログと，このカタログの作成の元となった
Abe (1981, 1984), 及び Abe and Noguchi (1983a, 1983b)のカタログに遡り，両カタログのマグニチュードの相を検討する．Pacheco and Sykes (1992)のカタログは地震
モーメントカタログと称しているが，多くは経験式に基づき表面波マグニチュードから換算した地震モーメントである．さらにその表面波マグニチュードは，Mag > 7の地震発生率（単 時間当たりの地震数）は長期的に定であることを仮定して，時間補正が施されている．
Ogata and Abe (1991)の地震活動の長記 存性の解析結果から，このマグニチュードの時間補正には議論の余地があることを第 5 章で述べる．第 6 章で第 2～第 5 章の要点をまとめた．
2.

百年カタログのデータベースの構成とマグニチュード
まず次節で百年カタログ (Centennial catalog) のデー
タベースの構成例とマグニチュードの種類について述べる．次にデータベースから選択された各地震の最適なマ
グニチュード Mag の種類 (msc)を説明し (2.2 節)，msc
とともに Mag の出典 (mdo)，及び元のカタログの情報(icat) の構成要素と構成比を CENT.CAT と CENT7.CATについて示す（2.3 節）．さらに全データベース CENT.CATに基づき， 地震数の時間変化を msc 別と mdo 別構成比の変化（2.4 節），Mag 毎度数分布を msc と mdo 別構成比から調べる (2.5 節)．
2.1 データベースの構成とマグニチュードの種類
百年カタログのデータベースは，IASEPI ハンドブック(Lee et al., 2002) の 付 属 CD#1 （ デ ィ レ ク ト リ ー 名‘41Engdahl’）に，テキストファイル CENT.CAT および
CENT7.CAT として収録されている． 各地震の 168 バイ
トのデータ読込み形式は，Engdahl and Villaseñor (2002)の Appendix1 に解説されている．CD から計算機（パーソナルコンピュータ）に取り込まれた地震の数は，CENT.CAT は Mag > 5.5 が 11,911 個，CENT7.CAT は Mag> 7.0 が 1,553 個である． なお， CENT.CAT を改訂して2007 年 2 月まで拡張したデータベースが，米国地質調査所の Web ペ ージで 公開さ れてい る（ U. S. Geological
Survey, 2008）．
CENT7.CAT のデータベースの構成例を表 1 に示す．これは CENT7.CAT から取り出した 5 つの期間のデータ例
である．各地震は，カタログの出典，震源決定等の情報(icat, asol, isol)，震源時 (yr, mon,day, hr, min, sec) と震源 置 (glat, glon, dep)，地 番号 (greg)，観測点数(ntel)，および最大 8 組のマグニチュードのデータセット (mag, msc, mdo)で構成されている．ここで，mag は防災科学技術研究所研究報告

元の各カタログのマグニチュードの値，msc と mdo は，その種類と出典の略号である．表 1 の最上段は，
CENT7.CAT の最初の期間（1900 年 1 月 5 日～1900 年 5 月
11 日）の 5 個の地震，最下段は最後の期間（1999 年 11 月
15 日～1999 年 12 月 11 日）の 5 個の地震を示す．第 2段～第 4 段は， 年(yr)の切り替わり時にカタログの種類（icat）や震源決定の観測点方 や精度の情報（asol, isol）
が変化する例を示している．第 5 段の 1980 年代の地震には，8 組のデータセットから成る例がある．また，同じ地震でもデータセットにより mag の値が互いに相当 なる例がみられる． このようなマグニチュードデータセット
から，各地震の最適マグニチュード Mag を選択して，ひと つ の 総 合 カ タ ロ グ を 作 成 す る た め ， Engdahl andVillaseñor (2002)は Mag の選択順 を次のように定めた．
2.2 マグニチュードの種類と Mag の選択
世界的に観測される地震の代表的なマグニチュードの種類 msc は，モーメントマグニチュード Mw，表面波マ
グニチュード Ms ，広帯 実体波マグニチュード mB，および短周期実体波マグニチュード mb である．このう
ち Mw は，地震の規模を表わす物理量であるスカラー地
震モーメント M0（Aki, 1966）から，合理的に次のように定義される (Kanamori, 1977 ; Hanks and Kanamori, 1979)．
Mw = 2/3(logM0 - 9.1)

(1)

ここで M0 は，
M0 = mSD(2）で表さ れる（ 単 は N･m）．こ こで mは剛 性率 ，S は断層面積 ，D は断 層面 上の 平均 くい ちが い 量であ る． 近
年は広 帯 デジ タル 波形 と解 析の 高度 化 により ，セ ン
トロイドモーメントテンソル解とスカラー地震モーメント M 0 ，し たが って Mw がル ーチ ン 的に求 めら れ(Dziewonski et al. 1981)，1976 年 降の M0 はハーバード

図1
Fig. 1

第 73 号

2009 年 3 月

CMT カタログ（現在はグローバル CMT カタログ）に公表されている (CMT project, 2006)．
方，歴史的には，地震計の固有周期の制約と周期
20 秒前後に卓越する表面波振幅から，浅い地震のマグニチュードは表面波マグニチュード Ms が広く用いられてきた．また深い地震は，広帯 実体波マグニチュード
mB，または深い地震でも長周期が卓越しない地震や比較的小さな地震は短周期実体波マグニチュード mb が用いられてきた．これら特定の周期範 の地震波振幅に基づ
くマグニチュードスケールは，断層運動パラメータの相似則と震源スペクトルの周期 存性のため，M0（したがって Mw）が大きくなると Mw と非線形関係となり，本来の 地 震 の 大 き さ を 正 確 に 表 さ な い (Kanamori andAnderson, 1975 ; Kanamori, 1983)．
このような各種マグニチュードの特徴と歴史的背景から，Engdahl and Villaseñor (2002)は，各地震の最適マグ
ニチュード Mag を選択するため，次のような階層的な手順を採った．1）地震モーメント M0 が決められている地震の Mag は，上記（1）式から換算した Mw を採用する．
2）震源の深さ h < 60 km で M0 が決められていない地震の
Mag は，Ms，mB，mb の選択順とする．3）深さ h > 60km
で M0 が求められていない Mag は，mB，mb の順とする．
この選択方式による各地震の最適マグニチュード Magと そ の 種 類 （ msc）， 出 典 （ mdo ） が ， CENT7.CAT と
CENT.CAT のマグニチュードデータセットの 1 番目に記載されている． 例えば表 1 の最初の 1900 年 1 月 5 日の地震は，Mag =7.0，msc =Ms，mdo =AN2，最後の 1999 年
12 月 11 日の地震は，Mag =7.3，msc = Mw，mdo = HRV である．「1900-1999 年のマグニチュード>7 の地震リスト」の Mag と msc，mdo がこの CENT7.CAT の 1 番目のデータセットに対 している．これら Mag > 7 の地震 1,553 個の震 分布を図 1 に示す．震源の深さは区別せず，Mag の範Engdahl and Villaseñor (2002) の表 1「1900-1999 年のマグニチュード>7 の地震リスト」（CENT7.CAT の Mag >7.0 の震源要素）の 1,553 個の震 分布．プレート境界は Bird (2003) による．
Epicenter distribution of 1,553 earthquakes taken from the Table 1 of list of earthquakes (Magnitude>7) for
1900-1999, by Engdahl and Villaseñor (2002), i.e., the preferred magnitude events with Mag > 7.0 in CENT7.CAT.
Plate boundaries are from Bird (2003).

－4－

世界の地震カタログ（1900～1999年）とマグニチュードの不均質性－野口

毎に記号の大きさを変えて示した．これらの中には，Magが同じ値でも msc や mdo が なるものが相当含まれる．
2.3 マグニチュード Mag の分類
前節で述べた各地震の最適マグニチュード Mag の種
類 msc と出典 mdo，及びカタログ情報 icat は，表 1 の例のような文字列の記号である．これら msc，mdo 及び icat
を，CENT.CAT と CENT7.CAT の Mag について分類した

表 2

Table 2

結果を表 2 に示す．また msc と mdo について，その構成
比を図 2 に円グラフで示した．表 2 と図 2 から次のような特徴が挙げられる．
msc の構成では，表 2 上段と図 2(a),(b)のように Mw
が最も多く，半数 上を占める（CENT.CAT の 51%，
CENT7.CAT の 59.4%，）．次いで，CENT.CAT では Ms が18.9%であるが，CENT7.CAT では mB が 23. 1%である．

CENT.CAT と CENT7.CAT のデータベースのうち，各地震の最適マグニチュード Mag について，その種類 msc，出典 mdo 及び震源カタログ icat の分類と構成表．mdo は元の mdo を
14 種類にまとめて示す．msc と mdo の構成比を図 2 に円グラフで示す．
Grouping of magnitude scale (msc), source for magnitude (mdo), and source catalog (icat) of thepreferred magnitude Mag based on databases CENT.CAT and CENT7.CAT . Here we classify mdo
into fourteen constituents by summing the subdivision of original mdo. The composition ratios of
msc and mdo are shown in Fig. 2 by pie charts.

msc: magnitude scale
Mw: Moment magnitude
Ms: Surface-wave magnitude
mB: Broad-band body wave magnitude
mb: Body-wave magnitude
Mj: Japan Meterological Agency magnitude
UK: Unknown magnitude
Total

mdo: source for magnitude
ABE123 (ABE1,ABE2,ABE3): Abe(1981, 1984)
AN12 (AN1, AN2) : Abe and Noguchi (1983a,b)
B&D: Båth and Duda(1979)
BJI: State Seeismological Bureau, Beijing, China
BRK: Seismological Station, University of California, Berkeley, USA
G&R: Gutenberg and Richter (1954)
HRV: Harvard/Global CMT catalog, Harvard University, USA
ISC: International Seismological Centre, Newbury, UK.
NEIC (NEIC, NEIS, USCGS, GS) : US Geological Survey
PAL: Lamont-Doherty Earth Observatory, Palisades, USA
PAS: California Institute of Tecnology, Pasadena, USA.
P&S: Pacheco and Sykes (1992)
ROTHE: Rothé (1969)
UTSU: Utsu (1979, 1982a, b)
Total

icat: source catalog
ABE: Abe(1981, 1984), Abe and Noguchi (1983a,b)
B&D: Båth and Duda(1979)
BJI : State Seeismological Bureau, Beijing, China
CGS: US Coast and Geodetic Survey, USA
EHB: Engdahl, Van der Hilst and Buland (1998)
G&R: Gutenberg and Richter (1954)
ISS: International Seismological Summary
P&S: Pacheco and Sykes (1992)
UK: Unknown
UTSU: Utsu (1979, 1982a, b)
Total
－5－

CENT.CAT
number%6079 51.0
2254 18.9449
3.8
1999 16.8
111
0.9
1019
8.6
11911 100

CENT7.CAT
number%922 59.4
222 14.3
359 23.1
0
0.0
19
1.2
31
2.0
1553 100

CENT.CAT
number
%
764
6.4
145
1.2
60
0.5
60
0.5
117
1
379
3.2
5485
46.1
2366
19.9
1163
9.8
31
0.3
431
3.6
585
4.9
213
1.8
111
0.9
11910 100

CENT7.CAT
number%492 31.7
51
3.3
27
1.7
9
0.6
3
0.2
1
0.1
350 22.5
9
0.6
19
1.2
0
0.0
0
0.0
572 36.8
1
0.1
19
1.2
1553 100

CENT.CAT
number
%
141
1.2
20
0.2
27
0.2
3
0.0
10633 89.3
618
5.2
292
2.5
7
0.1
1
0.0
167
1.4
11909 100

CENT7.CAT
number
%
66
4.2
11
0.7
5
0.3
0
0.0
1009 65.0
337 21.7
66
4.2
7
0.5
1
0.1
51
3.3
1553 100

防災科学技術研究所研究報告

図 2Fig. 2

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2009 年 3 月

CENT.CAT と CENT7.CAT の各地震の最適マグニチュード Mag について，(a)，(b) その種類 msc
別と，(c)，(d)出典 mdo 別の構成比率（数値はパーセント）．表 2 参照.
The component ratios of msc and mdo of the preferred magnitude Mag in CENT.CAT and CENT7.CAT are
shown by pie charts. (a), (b) Grouping by msc, (c), (d) grouping by mdo, for CENT.CAT and
CENT7.CAT, respectively. See Table 2.

これは CENT7.CAT の比較的古く深い地震の Mag の多くが mB であることによる． 方， mb は CENT.CAT の16.8%を占めるが，CENT7.CAT の mb は 0 個である．つ
まり Mag > 7 の地震で mb が Mag の地震はみられない．
この他の msc は，Mag の種類が不明な UK (Unknown
magnitude) ， お よ び 少 数 の 気 象 庁 マ グ ニ チ ュ ー ド Mj
(Japan Meteorological Agency magnitude) である．
mdo の構成では，表 2 の中段のように 14 種類に分類
した．元の mdo はさらに細かく分類されている（表 1 の
各 mdo 参照）が，表 2 のように関連する mdo をまとめて示した．例えば，ABE1，ABE2，ABE3 の 3 種類の mdo
は文献 Abe (1981)と Abe (1984)であるので，表 2 のように文字列 ABE123 とした．同様に mdo が AN1 と AN2 は，Abe and Noguchi (1983a, 1983b)であり AN12 とした．米
国地質調査所（USGS）の mdo も時代によって文字列がなるが，表 2 のようにまとめ NEIC とした．また HRVはハーバード大学の CMT カタログ（現在はコロンビア
大学の GCMT カタログ; CMT project, 2006），P&S は
Pacheco and Sykes (1992)のカタログである．
この mdo の構成比は，表 2 中段と図 2(c)，(d）に示した． mdo が ABE123 である地震は CENT.CAT の 6.4%，
CENT7.CAT の 31.7%を占める．これに対し mdo が P&S－6－（Pacheco and Sykes, 1992)である地震は，CENT.CAT の4.9%であるが，CENT7.CAT では最多の 36.8%を占める（図 2d）．この mdo が P&S の Mag は，その種類（msc）の多くは Mw である． 下，Mag の値と種類（ここではMw）および出典（ここでは P&S）を含めて，Mw(P&S)のように表示する．この Mw(P&S)には，第 4 章でみるように表面波マグニチュード Ms から換算された Mw が相当含まれる． 方，mdo が HRV の Mag はすべて Mw，すなわち Mw(HRV)であり，CENT.CAT の mdo の半数近く
（46.1%），CENT7.CAT の mdo の 22.5%を占める(図 2c，d)． 時間的には Mw(HRV)の大多数は 1976 年 降の地震である（図 3，図 6）．
表 2 の下段の icat は，震源 置や震源決定の文献や機関等を表し，表 2 には 10 種類を示した．この中で EHBは，Engdahl et al. (1998)の著者 Engdahl, Hilst and Bulandの頭字語を表し， CENT.CAT の 89.3%，CENT7.CAT の65%を占める．Engdahl et al. (1998)は，新たな速度モデ(ak135 モデル； Kennett et al., 1995) の走時表と世界各地の観測点で観測された膨大な各種波形の 相読取データを用いて，古い地震まで遡り組織的に震源を再決定し，
特に震源の深さの精度を改善している．例えば表 1 では
1918 年代にも，icat が EHB で震源再決定されている地震

世界の地震カタログ（1900～1999年）とマグニチュードの不均質性－野口がみられる．
上，各地震の最適マグニチュード Mag の種類 mscと出典 mdo，及び震源情報に関する icat の全期間 1900～
1999 年の構成を，CENT.CAT (M ag > 5.5) と CENT7.CAT(Mag > 7) についてみてきた．次に，msc と mdo の構成と 地 震 数 が 100 年 間 で ど の よ う に 変 化 し て き た か を
CENT.CAT について調べる．
2.4 CENT.CAT の地震数と msc と mdo 別構成の時間変化

図3
Fig. 3

ここでは，全データベース CENT.CAT (Mag > 5.5) に収録されている地震数の時間変化と msc 別と mdo 別の構成，および Mag の時間分布と累積度数の時間変化の特徴を調べる．
CENT.CAT (Mag > 5.5)の地震数の時間変化をみるため，図 3(a)と(b)に msc と mdo の構成で区分した 1 年毎の度数分布を示した．また図 4(a) は，Mag 毎の累積度
数の時間変化（地震総数で正規化した相対度数），図 4(b)CENT.CAT の各地震の最適マグニチュード Mag の 1 年毎の地震数を，図中の凡例のように，(a) msc 別，(b) mdo 別の構成分布で示す．
Temporal change of the number of events per year of earthquakes with preferred Mag, shown by the frequency
distribution of constituents (a) msc, and (b) mdo as in the legend, respectively.

図 4

Fig.4

－7－

CENT.CAT の各地震の最適マグニチュード
Mag について，(a)総数で正規化した累積度数（Mag > 5.5，6.8，
7.0，7.8）の時間変化，(b)M-t 図(a)Temporal change ofthe cumulative numberof
arthquakes normalized
by the total number foreach magnitude levelwith preferred Mag >5.5, 6.8, 7.0 and 7.8
based on CENT.CAT,
respectively. (b)Mag-timeplot.

防災科学技術研究所研究報告

は Mag の時間分布（M-t プロット）である．図 3 の 1 年毎の地震数と図 4(b)の Mag の下限の時間変化から，1964
年を 境と する 著し い変 化 が明 瞭で ある ． 地震 発生率は1900 年～1963 年の平均 37.5 個/年に対し，1964 年～1999
年は平均 264.3 個/年と 7 倍に増加する．これは，図 4(b)の M-t プロットから 1963 年までは Mag > 6.5，1964 年
降は Mag > 5.5 の地震を収録していることを表している．
この CENT.CAT (Mag > 5.5)の地震データの時間変化
は，次のような事情を示している．Engdahl and Villaseñor(2002) は 1900~1963 年を歴史時代 (historical period) と称し ， 漏れ なく検 出さ れる地 震の 最小マ グニチ ュード（カットオフマグニチュード）は Ms 相当で 6.5 とした．
ただし 1900 年～1935 年は Ms6.5～7.0 の漏れがもっとも多いとしている． 方，1960 年代初期から世界標準地震
観測網 WWSSN (World Wide Standardized Seismograph
Network) の整備が始まり， 同 型の短周期と長周期地震計 によ るデ ータ 蓄積 が 飛躍 的に 増え た ．こ れに より
1964 年から ISC (the International Seismological Centre)の 報 告 書 や NEIS (the National Earthquake Information
Service of the U.S. Geological Survey) の報告から世界の地震カタログが組織的に得られるようになり，1964 年
降を近代期間 (modern period) とした．さらに 1976 年からハーバ ードグ ループに より， ほぼマ グ ニチュード >5.5 の地震のモーメントテンソル解が求められるようになった．
これらのカタログに基づくマグニチュード度数分布から，1964 降のカットオフマグニチュードを Ms 相当で5.5 とした．したがって百年カタログは，1930 年～1963
年は Ms > 6.5，1964 年～1999 年は Ms > 5.5，そして全期間を通して Ms > 7.0 の地震について漏れが無く完全であろうとしている．
「1900-1999 年のマグニチュード > 7 の

図5

第 73 号

2009 年 3 月

地震リスト」はこのような事情で作成された．このマグ
ニチュード > 7 の地震の詳細については第 3 章で述べる．
図 3 と図 4 に戻ると，次のような特徴が挙げられる．
(1) 図 3(a)の 1 年毎の msc 別度数から，1964 年からの地震数の著しい増加は mb の増加によるもので，1976 年まで目だって多い．
この mb の増加は図 3(b)の 1 年毎の mdo
別度数から，1964 年からの ISC のカタログ刊行によっている．(2) 図 3(a)の 1968 年～1976 年までは mb とともに Ms も比較的多く，その大多数は NEIC (NEIS/USGS)の Ms である． 方，1964 年～1976 年の期間，ISC カタ
ログには Ms が組織的に掲載されていない．それを補うために Engdahl and Villaseñor (2002)は，図 3(b)のように
mdo が PAL，PAS，BRK 等の単 観測点の Mag を採用したとしている．これらの Mag は図 3(a)で 1964 年～1976
年の UK (Unknown magnitude)に対 する．(3) 1976 年半
ば 降，HRV のモーメントテンソル解による Mw がルー
チン的に公表され，msc の大多数を占める． HRV に次いで図 3(b)に少数の ISC と僅な NEIC がみられる．(4)
図 4(a)の Mag > 6.8 の累積度数（ 点鎖線）は，1920 年
代の初め頃～1950 年代半ば，その前後より勾配が急な時間変化を示す．これは図 4(b)の M-t 図で Mag 6.8 の地震の密集度がこの期間目立って高いことに対 する．また
Mag > 7.0 の累積度数（実線）は全体に 1950 年代の初め頃を境にそれ 降勾配が緩い．これについては第 5 章で触れる．
2.5 CENT.CAT の Mag 別度数分布と msc 及び mdo の構成
前節では CENT.CAT の地震数の時間変化と msc 別と
mdo 別の構成比の特徴をみてきた．ここでは，CENT.CATの Mag 毎度数を msc 別と mdo 別の構成比から調べる．
図 5(a),(b)は，CENT.CAT の Mag0.1 の区切り毎の度数を，さらに msc と mdo の構成で区分したヒストグラム

CENT.CAT の各地震の最適マグニチュード Mag の規模別度数を，図中の凡例のように，(a) msc 別，(b) mdo 別の構成分布で示す．
Fig. 5 Frequency-magnitude distribution of preferred Mag in CENT.CAT, shown by (a) constituents msc, and (b)constituents mdo as in the legend, respectively.

－8－

世界の地震カタログ（1900～1999年）とマグニチュードの不均質性－野口
表3

CENT.CAT の Mag 0.1 毎の度数を mdo 別に示す．右側に累積度数を示す．Mag の度数分布の mdo

Table 3Frequency distributions of Mag in each division of 0.1 are shown for individual mdo in the CENT.CAT.

別の構成比の積上げグラフ図 5(b)を参照．
Cumulative frequency is shown in the right column. Frequency-Mag relation with mdo component ratio isshown by stacked bar graph in Fig. 5(b).

mdo
Mag
9.6
9.5
9.4
9.3
9.2
9.1
9.0
8.9
8.8
8.7
8.6
8.5
8.4
8.3
8.2
8.1
8.0
7.9
7.8
7.7
7.6
7.5
7.4
7.3
7.2
7.1
7.0
6.9
6.8
6.7
6.6
6.5
6.4
6.3
6.2
6.1
6.0
5.9
5.8
5.7
5.6
5.5
Total

ABE
AN12 B&D
123

BJI BRK G&R

HRV

ISC

NEIC PALPAS

P&S ROTHE

UTSU

1

1
1

1
1
1
1
2
3
5
12
21
34
40
66
134
174
131
58
32
27
16
3
2

5

6
45
44
46
4

3
1
7
8
12
21

2
1

764

145

60

2

1
1

1
1
5
3
4
7
12
25

1
1
3

1
70
302
5

1
11

1
3
3
14
8
16
11
22
21
60 117

379

2
2
4
6
6
12
18
17
25
21
31
54
68
84
92
100
150
179
240
300
353
416
538
655
842
979
291
5485

3
2
4
4
2
7
5
11
17
17
41
72
93
132
216
368
580
792
2366

7
12
9
13
12
30
41
36
61
55
79
90
114
120
135
157
192
1163

（積上げグラフ）である．縦軸の度数は対数ではなく線形尺度である．横軸の Mag の範 は 5.5～9.6 で，最大のMag = 9.6 は 1960 年 5 月 22 日のチリ地震 Mw = 9.6 である．度数分布は，Mag が同じでも msc と mdo の構成はそれぞれ なり，その構成比は Mag の値に 存して変化す
る．全体的特徴として，最も度数が多い最頻値は Mag 5.8で度数は 1,348 個であること，この最頻値 Mag 5.8 上で度数は 旦急減するが Mag 6.8 に再び目立った峰（度数802 個）が表れること，が挙げられる．
図 5(a)の msc 別の度数分布で，Mag 5.8 未満の 5.5～5.7の範 では半数 上の 59%が mb であるが，最頻値 Mag
5.8 上の多くは Mw である．これに対し，2 番目の峰のMag 6.8 では 60%が UK (Unknown magnitude)である．こ

2
2
6
6
5
5
5
31

1
15
46
172
2
21
54
9
5
31
5
37
9
12
1
5
6
431

2
4
4
4
3
9
11
12
18
31
41
39
46
15
56
143
125
7
5
5
1
1

585

1
4
1
36
80
91

213

1
1
2
2
5
8
10
16
20
20
26

111

N

ΣN

1
0
0
0
1
0
1
0
0
2
4
4
4
6
12
16
19
26
46
69
68
102
72
139
276
367
374
450
801
331
296
424
367
439
546
701
896
1111
1348
806
769
1016
11910

1
1
1
1
2
2
3
3
3
5
9
13
17
23
35
51
70
96
142
211
279
381
453
592
868
1235
1609
2059
2860
3191
3487
3911
4278
4717
5273
5964
6860
7971
9319
10125
10894
11910

れを図 5(b)の mdo 別の度数分布でみると，最頻値の Mag
5.8 から度数が急減する Mag6.7 の範 の多くは HRV であるが，2 番目の峰の Mag 6.8 は G&R (Gutenberg andRichter, 1954) の mdo が最も多く，mdo 別でみても特な構成である．すなわち，Mag 6.8 の msc と mdo の構成
比は，その前後の Mag の構成比と際立って なる．先の
図 4 でみると，この Mag 6.8 の度数の多さは，図 4(a)のMag > 6.8 の累積度数の勾配が急な期間， 図 4(b)の Mag
6.8 が密集した期間の寄与が大きいと考えられる．
このように Mag の度数分布の mdo 別構成は，Mag の範 で なり不均質である．mdo 別構成を詳しくみるた
め，表 3 に mdo 別度数を Mag 0.1 毎に示した．上述のように Mag 6.8 では， mdo が G&R である地震数は 302 個－9－防災科学技術研究所研究報告と際立って多い（Mag 6.8 の総数 N=801 個の 38%）．次い
で mdo が PAS である Mag(PAS)6.8 の地震が 172 個である
（Mag 6.8 の 21%）．この Mag(PAS)は 5.5～7.1 の範 にあり，PAS の欄で Mag 6.8 の度数が最多である．これら

frequency）ΣN が，Mag ³ 7.0 でΣN=1,609 個であることである．先のように CENT7.CAT と「1900-1999 年のマグ
ニチュード > 7 の地震リスト」の Mag > 7.0 の地震数は1,553 個である．したがって CENT.CAT の Mag > 7.0 は
CENT7.CAT の Mag > 7.0 より 56 個多い．これは次章で述べるように，マグニチュード > 7 のリスト作成のためのやや複雑な選択の操作によっている．

Fig. 62009 年 3 月

3.

G&R と PAS の msc は UK (Unknown magnitude)であり，
先の図 5(a)で Mag 6.8 の 60%を占める UK の大多数のmdo はこの G&R と PAS である．このように Mag 6.8 の地震数が目立って多く，かつその msc と mdo の構成比が特 であることの原 として，マグニチュード > 7 のカ
タログ作成のために，Mag 6.8 程度 上のデータを多種類のカタログから収集したことが考えられる．
方，表 3 の Mag 7.0 上の mdo 別度数をみると，Mag7.0 と 7.1 では ABE123 が最も多い（Mag 7.0 の 47%，Mag
7.1 の 37%）．しかし Mag 7.2 では P&S が 52%を占める．
Mag > 7.2 の全体でみても P&S が 51%を占め，次いで HRVが 23%である (図 5(b)参照)．また，Mag 7.4 の総数はN=72 個で，その前後（Mag 7.3 の N=139 個，Mag 7.5 の
N=102 個）に比べて少なく，全体の度数分布でみても特である (図 5 参照)．この Mag 7.4 の少なさは，表 3 から，特に mdo が P&S (Pacheco and Sykes, 1992) の Mag 7.4の度数 (15 個) がその前後の度数より 常に少ないことの影響と考えられる．その原 は現在のところ明らかではない．
上の mdo 別の Mag の度数の特徴とともに，表 3 の留 すべき特徴は，CENT.CAT の累積度数（Cumulative

図6

第 73 号

CENT7.CAT の msc と mdo の構成と CENT.CAT の
Mag > 7.0 の地震との相2.4 節と 2.5 節の CENT.CAT と同様に，CENT7.CAT について，地震数の時間分布と Mag 別度数分布の msc 別と
mdo 別の構成比を示す (3.1 節)．また CENT7.CAT の Mag> 7 の選択方法と CENT.CAT の Mag > 7.0 の地震数との相について述べる (3.2 節)．
3.1 CENT7.CAT の Mag > 7 の地震の時間分布と度数分
布の msc 別と mdo 別構成
CENT7.CAT 全体の Mag の msc 別と mdo 別の構成分布
は，先に表 2 と図 2(b)，(d)に示した．それらの 1 年毎の地震数と msc 別および mdo 別の構成が図 6(a)，(b)である．平均は 15.5 個/年，標準偏差は 4.6 個，最小度数は1989 年の 6 個，最大度数は 1943 年の 32 個である．
図 6(a)の msc 別の 1 年毎地震数の時間変化では，Mw
が全期間を通して 59.4%を占める（図 2(b)参照）．1976 年
降はほとんど Mw で，その mdo は図 6(b)のように HRVである． 方，1975 年 前は，Mw とともに同程度の度数の Ms と mB で構成されている．1975 年 前の Mw の
大 多 数 は 図 6(b) の よ う に mdo が P&S ， す な わ ち
Mw(P&S)である．1975 年 前の Ms と mB の mdo はABE123 である．1900 年～1917 年の mdo には AN12 とB&D，1900 年～1925 年の mdo には UTSU がみられる．
図 7(a)，(b)は CENT7.CAT の Mag 0.1 毎の度数分布のmsc 別と mdo 別の構成を示している．縦軸の度数は線形尺度である．全体の特徴は，度数の最頻値は Mag 7.1 にあり Mag 7.0 の度数より多いことである．この分布形は先の CENT.CAT の度数分布図 5(a)，(b)の Mag > 7.0 の分
布形と なる．実際，表 3 から CENT.CAT の Mag 7.0 は374 個，Mag 7.1 は 367 個であるが，CENT7.CAT の Mag 7.0
は 336 個，Mag 7.1 は 350 個であり，両ファイルの Mag 7.0と 7.1 に 55 個の いがある．この相 については次節でCENT7.CAT の各地震の最適マグニチュード Mag の 1 年毎の地震数を， 図中の凡例のように，(a) msc 別， (b) mdo 別の構成分布で示す．
Temporal change of number of events per year of earthquakes with preferred Mag, shown by thefrequency distribution of constituents (a) msc, and (b) mdo as in the legend, respectively.

－10－

世界の地震カタログ（1900～1999年）とマグニチュードの不均質性－野口

図7Fig. 7

CENT7.CAT の各地震の最適マグニチュード Mag の規模別度数を，図中の凡例のように，(a) msc 別，(b) mdo 別の構成分布で示す．図 5 の CENT.CAT の Mag > 7.0 の度数分布と なることに注 .
Frequency-magnitude distribution of preferred Mag for CENT7.CAT, shown by the constituent ratio of (a)msc and (b) mdo, as in the legend, respectively. Note that the distribution differs in frequency and form from
Mag>7.0 for CENT.CAT shown in Fig. 5.

う．また 2.5 節で述べたように，Mag 7.4 の度数はその前後の Mag の度数より少ない．
図 7(a)の msc 別の構成では，Mag 7.0 と 7.1 は Mw，Ms，mB の度数の差は小さいが，Mag > 7.2 では Mw の比率が増し， Mag > 8.0 では 69 個のうち 65 個が Mw である．図 7(b)の mdo 別の構成では，Mag 7.0 は ABE123，
AN12，HRV が多いが，Mag 7.1 上では，ABE123，HRVに対して P&S の割合が目立って増える． 先の表 3 の P&Sの度数をみると，Mag 7.0 の 7 個に対して，Mag 7.1 は 125
個，Mag7.2 は 143 個と増加し，Mag 7.0～7.2 の P&S の度
数分布の構成は不自然である．Mag > 7.2 では P&S が 51%を占め，また Mag > 8.0 の 69 個のうち 51 個が P&S である．
3.2 CENT.CAT と CENT7.CAT の Mag > 7 の地震数の相2.4 節で述べたように，Engdahl and Villaseñor (2002)は，多種類の msc と多数の mdo のマグニチュード M を含む
CENT.CAT から，100 年間を通した地震活動を評価する
ための，ある M
上 の 完 全 な カ タ ロ グ (complete
catalogue) を作ることを 図した．その結果各地震の最適なマグニチュード Mag > 7.0 の地震のデータベース
CENT7.CAT（先の表 1 参照）と，その震源要素を取り出した「1900-1999 年のマグニチュード > 7 の地震リスト」
が作成された．このマグニチュード > 7 の地震は次のような手順で選択された．
まず Engdahl and Villaseñor (2002)は，最も広く われてきた表面波マグニチュード Ms を基準に採り，他の種類の M との関係を調べた．その結果，Ms6.5 程度 上の浅い地震について，Mw の決められている地震は Ms
Mw と近似する．深い地震については，情報が少なく極めて粗い仮定であるが，Ms Mw mB mb と近似する．
また浅い地震で Mw の決められていない地震は，上記
mdo が ABE1～ABE3（Abe, 1981; Abe , 1984）及び AN1－11－と AN2（Abe and Noguchi, 1983a, 1983b）の Ms を基準とした．ここでは，ABE1～ABE3 と AN1，AN2 の Ms をま
とめて Ms(ABE)とする．
このようにして，Engdahl and Villaseñor (2002) は同じ
地震について Ms(ABE)と他の mdo の M との差， M(mdo)－Ms(ABE)のヒストグラムを作成し，その平均値を求めて基準の Ms(ABE)に対する偏差とした．その結果，mdo がG&R，B&D，ROTHE，および PAS の M について，それぞれ Ms(ABE) M(G&R)-0.2，Ms(ABE) M(B&D)-0.2，
Ms(ABE) M(ROTHE)-0.2 が得られた．また M(PAS)については，1960 年 前は Ms(ABE) M(PAS)-0.2，1960
年 降は Ms(ABE) M(PAS)が妥当であるとした．これ
らのヒストグラムと結果は Engdahl and Villaseñor (2002)の FIGURE 1 に 示 さ れ て い る ． こ の 結 果 に 基 づ き ，Ms(ABE)の決められていない地震について他の mdo のMag を Ms に調整し，その Ms0.1 毎の平均度数分布（1
年当りの地震数）を求めた．その度数分布とGutenberg-Richter の関係式の仮定から，1900～1999 年の全期間では Ms > 7.0 でカタログは完全であるとして「1900-1999 年のマグニチュード > 7 の地震リスト」が作成された．
こ の 操 作 の 結 果 ， 上 記 の M(G&R) ， M(B&D) ，M(ROTHE)，M(PAS)で Ms7.0 に達しない地震は足切りされ CENT7.CAT から除かれている．例えば，M(G&R)=
7.1 は Ms(ABE)=6.9 に，M(B&D)=7.0 は Ms(ABE)=6.8に相当するので，これらの地震は CENT7.CAT に含まれな い ． こ こ で 注 す べ き こ と は ， こ れ ら M(G&R)，
M(B&D)，M(ROTHE)，M(PAS)でも，Mag > 7.2 の地震は，元の M の値で CENT7.CAT に収録されていることである．例えば，M(B&D)=7.2 は Mag = 7.0 に調整されるのではなく Mag = 7.2 として CENT7.CAT に含まれている．

防災科学技術研究所研究報告

このように，CENT7.CAT は単に CENT.CAT から Mag >7 を取り出したものではなく，上のような調整と選択の結果，CENT.CAT で Mag > 7.0 であるが CENT7.CAT に含
まれない地震が存在する．これが先の表 3 の CENT.CAT

Fig. 42009 年 3 月

いである．表 4 にこれら 56 個の地震のリストを示した．この中で 1969 年 8 月 11 日の Mw8.2 は，CENT.CATにほぼ同じ震源時と震源 置の Mw8.2 の地震が別にみられるので，この Mw8.2 は CENT.CAT に二重に収録されていると考えられる．したがってこれを除いた表 4 のの Mag > 7.0 の地震数と CENT7.CAT の地震数の 56 個の表4

第 73 号

CENT.CAT の Mag > 7.0 のうち，CENT7.CAT に含まれない 56 個の地震リスト．この中で 1969
年 8 月 11 日の Mw 8.2 は，CENT7.CAT に誤って二重に登録された地震と考えられる．した
がって Mag 7.0 と 7.1 の 55 個が CENT7.CAT から省かれた地震である．
List of 56 earthquakes of Mag > 7.0 in the CENT.CAT which are not included in CENT7.CAT.
Among these events the 1969 8 11 Mw8.2 seems to be erroneously or double registered in
CENT7.CAT. Accordingly, the 55 events of Mag 7.0 and 7.1 are omitted from CENT7.CAT.

No Year M d h minsecLat.
Long. Dep. Mag. msc icat
mdo
20.0
-4.00
149.0060
7.1 UK B&D
B&D
1 1905 3 4 16 0
0.0 -21.00-70.0060
7.0 UK B&D
B&D
2 1905 4 26 21 43
9.0
29.00
74.00
60
7.1 UK B&D
B&D
3 1905 9 26 1 26
25.0
38.00
37.00
60
7.0 UK B&D
B&D
4 1905 12 4 12 20
41.0
20.00
122.0060
7.1 UK B&D
B&D
5 1906 6 19 11 22
50.0
14.00
123.0060
7.0 UK B&D
B&D
6 1907 7 9 19 54
0.0
32.00
89.00
60
7.0 UK B&D
B&D
7 1908 8 20 9 53
0.0
5.00
-95.0060
7.1 UK B&D
B&D
8 1909 2 26 16 42
0.0
34.50
141.5035
7.1 UK UTSU B&D
9 1909 3 12 23 19
31.0
24.50
122.000
7.0 UK BJI
B&D
10 1910 11 14 7 34
12.0
27.00
128.005
7.1 UK UTSU B&D
11 1911 2 23 11 14
0.0
54.60
179.2060
7.1 UK B&D
B&D
12 1912 10 18 11 48
43.0
39.00
142.000
7.0 UK ISS
B&D
13 1915 3 8 15 29
11.0
39.70
144.100
7.1 UK ISS
B&D
14 1917 3 15 0 14
33.0
8.40
-82.7080
7.0 UK ISS
PAS
15 1945 6 3 13 542.0 -24.50-70.300
7.0 UK ISS
PAS
16 1947 1 21 20 6
58.0
17.00
-98.0080
7.0 UK G&R
G&R
17 1948 1 6 17 25
16.0 -13.00-76.5060
7.0 UK CGS
PAS
18 1948 5 28 5 36
42.0 -15.80 -172.80
0
7.0 UK ISS
PAS
19 1949 4 18 21 34
41.0
48.60
153.5096
7.0 UK ISS
PAS
20 1949 5 3 5 56
50.0 -20.80-69.0096
7.0 UK ISS
PAS
21 1949 5 30 1 32
49.0
-6.20
105.7065
7.0 UK ISS
PAS
22 1949 6 24 22 38
35.0 -11.50
165.400
7.0 UK ISS
PAS
23 1950 1 2 15 14
29.0
-5.90
102.900
7.0 UK ISS
PAS
24 1950 3 27 21 18
32.0 -17.60 -177.10 413
7.0 UK ISS
PAS
25 1950 9 22 23 53
43.0 -10.60
165.50 160
7.1 UK ISS
PAS
26 1951 3 24 0 17
29.0 -23.30-66.40 223
7.0 UK ISS
PAS
27 1951 4 14 0 45
52.0
71.50
-9.00
0
7.0 UK CGS
PAS
28 1951 5 6 16 10
48.0
71.30
-9.70
0
7.0 UK ISS
PAS
29 1951 6 6 16 10
40.0
16.50
-96.90 160
7.0 UK ISS
PAS
30 1951 12 12 1 37
53.0
46.70
153.700
7.0 UK ISS
PAS
31 1952 6 22 21 41
56.0
-9.20
123.000
7.1 Ms ISS
ROTHE
32 1953 6 25 10 44
12.6
-3.42
152.04 362
7.1 Ms EHB
ROTHE
33 1956 1 31 9 17
28.6
6.91
-72.0515
7.1 Ms EHB
ROTHE
34 1957 4 21 21 1237.2 -22.05 -179.32 586
7.1 Ms EHB
ROTHE
35 1959 9 15 11 5
2.1 -30.05 -177.71
35
7.0 Ms EHB
ROTHE
36 1963 3 26 13 25
21.1
36.34
141.3343
7.1 UK EHB
B&D
37 1965 9 17 16 21
54.4
43.84
87.75
51
7.0 UK EHB
B&D
38 1965 11 13 4 33
58.0
31.45
80.47
41
7.0 UK EHB
B&D
39 1966 3 6 2 15
37.8
11.30
139.6449
7.1 UK EHB
B&D
40 1966 6 7 13 59
57.6
30.05
68.63
7
7.0 UK EHB
B&D
41 1966 8 1 21 2
33.6
-1.58
-15.3920
7.0 UK EHB
B&D
42 1966 10 19 8 1
20.0
48.07
103.062
7.0 UK EHB
B&D
43 1967 1 20 1 57
4.1
39.10
24.62
8
7.1 UK EHB
B&D
44 1967 3 4 17 58
35.9
45.63
151.208
7.0 UK EHB
B&D
45 1967 3 19 4 1
4.2
31.63
100.237
7.0 UK EHB
B&D
46 1967 8 30 4 22
53.7
14.45
51.98
12
7.0 UK EHB
B&D
47 1967 11 23 8 35
1.5
41.10
143.0736
7.0 UK EHB
B&D
48 1968 6 17 11 53
36.3
-6.03
148.7443
7.0 UK EHB
B&D
49 1968 9 16 13 55
53.6
41.42
79.24
13
7.1 UK EHB
B&D
50 1969 2 11 22 8
28.4
32.15
131.8737
7.0 UK EHB
B&D
51 1969 4 21 7 19
38.1
43.56
147.8231
8.2 Mw EHB
P&S *52 1969 8 11 21 26
42.2
63.92
146.119
7.0 UK EHB
B&D
53 1971 5 18 22 44
59.3
43.11
146.6029
7.0 UK EHB
B&D
54 1973 6 26 22 31
51.7
41.08
143.0843
7.0 UK EHB
B&D
55 1974 10 10 6 56
52.7
22.75
122.5717
7.0 UK EHB
B&D
56 1975 5 23 16 1
* Event #52: probably erroneously registered double in CENT.CAT with the same Mw8.2.

－12－

世界の地震カタログ（1900～1999年）とマグニチュードの不均質性－野口Mag 7.0 と 7.1 の 55 個が，上記の操作で CENT7.CAT から漏れた Mag > 7 の地震である．表 4 のようにその mdoは上記の B&D，G&R，PAS および ROTHE である．またその msc は大部分が UK (Unkown magnitude) である．
これら表 4 の地震を，表 3 の CENT.CAT の mdo 別の度数でみると，例えば B&D では Mag > 7.2 の総計 27 個がCENT7.CAT に含まれ，Mag 7.0 と 7.1 の 33 個は CENT7.CATに含まれない． また，PAS の Mag（1960 年 前）は，
Mag 7.0 と 7.1 の 16 個が CENT7.CAT に含まれず，またMag > 7.2 は 0 個なので，mdo が PAS の地震は CENT7.CATに無い（表 2 の mdo で PAS の度数参照）．
上， 表 4 の特定の mdo の Mag 7.0 と 7.1 の 55 個（Mag> 7.0 の地震数の 3.4%）が選択基準の Ms7.0 に達せず，
CENT7.CAT とマグニチュード > 7 のリストに含まれな
い．その結果，CENT7.CAT の度数分布は，先の図 7 のよ
う に Mag 7.0 よ り Mag 7.1 の 度 数 が 多 く ， 図 5 の
CENT.CAT の Mag > 7.0 の度数分布に比べてやや不自然である．またこれら 55 個は，表 4 のように時間的に 1917
年 前と 1945 年 降に分かれている．先の図 4(a)のCENT.CAT の Mag > 7.0 の累積相対度数（実線）にはこれら 55 個が含まれている． みにこれら 55 個を除いた
Mag > 7.0 の累積相対度数は，上記の図 4(a)のこれら 55
個を含む実線と見掛け上ほとんど変わらない．しかし，
Mag > 7 の地震の長期変化や地 性の詳しい解析に，これら 55 個の地震を含む場合と除く場合の評価 検討が必要と考えられる．

時間的には，図 6(b)のように 1976 年 降はほとんどがMw(HRV)である．1962 年～1975 年にみられる少数の
方
Mw(HRV)は ， 300km より深い深 発地震で ある．
1975 年 前の Mw は，大多数が Pacheco and Sykes (1992)の地震モーメントカタログに基づく Mw(P&S)である．
その M0 は，波形の計算等による M0 と，Ms と M0 の経験式を用いて Ms から換算した M0 の 2 種類で構成されている．さらにその Ms は元の Ms に時間補正を施した Ms である．これらの混成 M0 に基づく Mw(P&S)は，CENT7.DATの Mag の中で，Mw 全体の 62%を占め，百年カタログへの 貢 献 度 ， 影 響 は 大 き い ． そ こ で Pacheco and Sykes(1992)のカタログに戻り，M0 の内訳，Ms と Mw の関係を調べ，Ms の時間補正について述べることにする．
4.1 Pacheco and Sykes のカタログの M0 について
Pacheco and Sykes (1992)は，既存のカタログに基づき
1900～1989 年の Ms > 7，深さ< 70km の浅発地震を編集し，「1900‐1989 年の地震モーメントカタログ」を作成した．カタログには 698 個の地震について，元の参照カ
タログの Ms (Ms original)，Ms original に補正を施した
Ms (Ms corrected)および地震モーメント M0 が掲載されている．地震モーメント M0 は，上記のように，1）波形データの計算等から決められた他の文献による M0 と，2）
Ms corrected か ら 次 の Ms と M0 の 平 均 的 な 経 験 式(Ekström and Dziewonski, 1988) を用いて換算した M0，で構成されている．平均的な経験式は，Ms > 6.8 について

4．CENT7.CAT の Mw と Pacheco and Sykes のカタログ
前節のようにして作られたマグニチュード > 7 の地震
リストのうち，Mag の 59%は Mw である（表 2，図 2）．

である(Ekström and Dziewonski, 1988)．
この 1）と 2）の方法で求められた M0 の内訳を， 図 8(a)に 1 年毎の数で示した．1900 年～1989 年の総数（Nall）

logM0 = 1.5Ms + 9.14

図8

(3)

(a) Pacheco and Sykes(1992)の「1900‐1989 年の地震モーメントカタロ
グ」の 1 年毎の地震数．黒塗りはEkström and Dziewonski (1988)の経験式により Ms から M0 に換算された地震，白枠は他の文献による M0の地震（Nref）を示す．(b) 他の文献による M0 の地震数 Nref の割合の時間変化．
Fig. 8 (a) Number of events per year fromthe seismic moment catalog of large
shallow earthquakes 1900 to 1989,
by Pacheco and Sykes (1992). Solidbars show the number of M0
converted from Ms through anempirical formula derived by Ekström
and Dziewonski (1988), and whitebars (Nref) are the number of M0
taken
from
other
individual
investigations referenced in the
catalog. (b) Temporal variation of
the ratio of Nref in each year.

－13－

防災科学技術研究所研究報告698 個のうち，1)による M0 の数（Nref）は 284 個で 41%，
残り 59%が 2）の Mscorrected から換算された M0 である．
1 年毎の Nref の割合は， 図 8(b)のように 1977 年 降は，Dziewonski et al. (1989)による HRV の M0 とその他の文献の M0 により 100%である．これに対し，1950 年代 前のNref は 0～40%代と少なく 1960 年代から増加する．1900～1976 年に限ると，上記 2）の Ms corrected から換算された M0 が 68%である．
4.2 Pacheco and Sykes のカタログの Ms と補正（1900～1980 年）
上記の補正を施す前の Ms (Ms original)とは，1900 年～1912 年までは Abe and Noguchi (1983b)，1913 年～1917
年までは Abe and Noguchi (1983a)，1918 年～1980 年までは Abe (1981,1984)で決められた Ms である．また 1981
年～1989 年は，USGS の PDE (Preliminary Determinationsof Epicenters) カタログによる Ms である．Pacheco andSykes (1992)は，Perez and Scholz (1984)と同様に，世界図9

第 73 号

2009 年 3 月

的な地震の発生率は時間的に 定であり，累積度数の長期傾向も本来ほぼ 定であると仮定した．この大前提に基づき，1900 年～1980 年の Ms original > 7.0 の累積度数の長期傾向に表れた顕著な変化は，人 的要 による不均質性のためとして，Ms original に対して期間毎の補正を施した．すなわち，累積度数の傾向が 1900 年～1980 年でほぼ 定となるように Ms corrected を求めた．
この Pacheco and Sykes (1992)の 2 種類の Ms originalと Ms corrected は，CENT7.DAT に収録されている．Ms
original は msc が Ms および mdo が ABE1～ABE3 と AN1，AN2 のデータセット，Ms corrected は msc が Ms およびmdo が P&S のデータセットである．そこで，Ms originalを Ms(ABE) ， Ms corrected を Ms(P&S) と し て ，
CENT7.DAT から同 地震の Ms(ABE)と Ms(P&S)を取り出して比較した． 両者の差 Ms(P&S)-Ms(ABE)の時間分
布とヒストグラムを図 9(a)，(b)に示す．図 9(a)のように，
実 際 Pacheco and Sykes (1992)は Ms (ABE) に 対 し て ，Ms(P&S)と Ms(ABE) の差について，(a) 時間変化，(b) ヒストグラム，及び Mw(P&S)と Ms(ABE）の差について，(c) 時間変化，(d) ヒストグラム．詳細は本文 4.2 節参照．
Fig. 9 (a) Distribution of Ms(P&S)-Ms(ABE) as a function of time and (b) histogram of Ms(P&S)-Ms(ABE).
(c) Distribution of Mw(P&S)-Ms(ABE) as a function of time and (d) histogram of Mw(P&S)-Ms(ABE).
See section 4.2 in the text for details.

－14－

世界の地震カタログ（1900～1999年）とマグニチュードの不均質性－野口1900 年～1914 年は -0.1，1915 年～1948 年は -0.2 の補正を施して，Ms corrected Ms(P&S)とした．1949 年～1980
年の補正は 0.0 である．
この Ms corrected と(3)式から換算された上記 2)の M0 ，及び上記 1)の波形データ等の計算による M 0 ，の 2 種類から換算された Mw すなわち Mw(P&S)を，CENT7.DATのデータセットから取り出し，Ms(ABE)と比較した結果を図 9(c)，(d)に示す． 図 9(c)の Mw(P&S)-Ms(ABE)の時間変化には，図 9(a)の Ms(P&S)-Ms(ABE)の時間変化に対 して，系統的に時間変化する地震とその上下にばらつく地震がみられる．このうち，Mw(P&S)-Ms(ABE)が各期間で系統的に縦軸の 0.2 の範 に集中する地震は，
上記 2)の Ms corrected と(3)式から M0 さらに Mw への換算過程で生じた端数処理のためであろう． 方，ばらつきが大きな Mw(P&S)-Ms(ABE)は，上記 1）による M0 から Mwへ変換された地震である．図 9(d)の Mw(P&S)-Ms(ABE)の ヒ ス ト グ ラ ム は ， Engdahl and Villaseñor (2002) のFIGURE 1 の Mw-Ms(ABE)のヒストグラムにほぼ対 する． 彼らは Mw と Ms(ABE)の 致性 は 大変良 いと している ． しか し時 間的 には ，Mw(P&S)-Ms (ABE)は ，
図 9(c)のようにばらつき，かつ系統的に変化している．
なお，図 9(a)には，426 個の Ms(P&S)-Ms(ABE)のうち，期間毎の 定値から外れる地震が 7 個認められる．
元のカタログに遡ると，CENT7.DAT の Ms(ABE)と ABE(1981)の Table A-II の Ms は，これら 7 個について 致す
るが，Pacheco and Sykes (1992)の Ms original とは なる．
これは，Pacheco and Sykes (1992)のこれら 7 個の Ms
original が ABE (1981) 外の文献によるか，または誤記によるためと考えられる．また，図 9(a)で 1943 年～1951 年
にかけてデータが無いことに気づく．これについては，
こ の 期 間 ， Pacheco and Sykes (1992) の カ タ ロ グ に はMs(P&S)=Ms corrected が見られるが，CENT7.DAT には
Ms(P&S)が見られない（例えば，表 2 の第 3 段の 1943 年の地震のデータセット）． またこの期間の icat はほとん
どが G&R である．このことから，1943 年～1951 年の期
間 icat が G&R である地震の Ms(P&S)のデータセットは，
何らかの理由で CENT7.DAT から欠落していると考えられる．
上，Pacheco and Sykes (1992)のカタログのうち，Ms
から決められた M0（したがって Mw）は，1900～1976 年の M0 の 68%を占める．その Ms は Ms original > 7.0 の地
震 発 生 率 が 長 期 的 に 定 と 仮 定 し て 補 正 し た Ms
corrected である．その結果，Mw(P&S)と元の Ms(ABE)
Ms original の関係は，図 9(c)のように系統的に時間変化する．Mw（M0）と Ms の関係は，断層運動パラメータの相似則や断層運動の いにより，相当広い範 にばらつく．また，Ms 決定のための周期 20 秒前後の表面波の励起と Ms の決定精度も様々な要 に 存する．したがって， 図 9(c)の Mw(P&S)-Ms(ABE) の 時 間 変 化 が ， Mscorrected に基づく Mw(P&S)の妥当性を示すのか，または上記世界的な地震発生率が長期的に 定の仮定が成り立たない場合の Ms original に対する Mw(P&S)の変化を－15－表すのか，これらのデータから 義的に判断することは難しく，さらに検討が必要である．
5．議論：地震活動の定常性と長期変化について
前節のように，Pacheco and Sykes (1992)は，Pérez and
Scholz (1984)に基づき，世界的地震の活動度は長期的に定と仮定して，元のカタログの Ms を時間補正して M0に換算した．Pérez and Scholz (1984)に戻ると，世界の大地震の 発生 率は 彼ら の解 析期間 80 年間で 定であり，また 1960 年代初期の世界標準地震観測網 WWSSN による観測開始 降のある M 上の地震発生率が 80 年間を代表すると仮定した．これにより，Abe (1981)のカタロ
グの Ms > 7 の累積度数の顕著な増加期間は Ms の過大評
価のためとして補正を施し，結果的に累積度数の傾きが長期的にほぼ 定となる地震発生率が得られた．
これに対し Ogata and Abe (1991) は，Abe カタログ
(Abe, 1981, 1984; Abe and Noguchi, 1983a, 1983b)の 1897 年～1980 年の世界の Ms > 7，深さ< 70km の地震，および
宇津カタログ (宇津，1982) の 1885 年～1980 年の日本と周辺の Mj > 6，深さ< 60km の地震について，時系列解析から長期的変動の特徴を見出した．Abe カタログを低度と高 度地 に分けた累積度数は，低 度と高 度
で時間変化パターンが なり，かつ全体のパターンともなる．また高 度地 の累積度数と宇津カタログによる日本周辺の Mj > 6 の累積度数は，まったく別個のカタログであるにもかかわらず，長期的変化は互いに似たパターンとなる．これらのことは，それぞれの地 に固有な長期的地震活動であり，両カタログの人 的要 によるものでないことを示している．従来の研究からも，世界的地震活動の周期的な活発化と静穏化，巨大地震の集
中性，マグニチュード度数分布の低 度と高 度地 の相 が明らかにされている (Mogi, 1974, 1979; Kanamori,1977)．
Ogata and Abe (1991) はさらに，Abe カタログと宇津カタログの時系列のノンパラメトリックな統計解析から，両カタログとも長期間の時間スケールで自己相似性を持
ち，累積度数の傾きの変化は地震活動の長記 存性で説明されること，日本付近の地震発生率の変化が世界の地
震発生率の変化に数年程度先行することを示した．このような地震活動の時間的フラクタル性，長記 存性の抽
出は，広長期的地震活動の評価，予測に重要な手がかりとなる．またこのような特徴は，プレート運動による非平衡開放系として，地球表層の散 構造の形成過程(Anderson, 2002) を反映しているのではないだろうか．
したがって，Pérez and Scholz (1984)と Pacheco andSykes (1992)の，世界的地震活動度の長期的 定性の仮定とそれに基づくマグニチュードの補正はむしろ人 的，本末転倒の可能性も考えられる．例えば，図 4(a)の Mag> 7.0 の 100 年間の累積度数（実線）は，前節の時間補正を施した Mag を含むにも拘らず，全体に 1950 年頃を境に後半 50 年間に相対的活動低下がみられる． 時間補正の無い Ms(ABE)に基づく Mag > 7.0 の累積度数では，こ防災科学技術研究所研究報告の後半の活動低下はさらに顕著に表れる．世界各地の地
震活動の重なりによるこのような長期変動については，
上記のような地 的活動と地球全体の変動の機構解明の観点からさらに詳しく検討すべき問題である．
Engdahl and Villaseñor (2002)は，諸文献 カタログに基づく Mag の 括した選択方式は極めて単純化されたものであること，カタログによるマグニチュードの いの
原 の詳しい解析は彼らの調査報告の範疇を超えるものであるとしている．巨大地震の発生間隔からみて 100 年のデータ蓄積期間は短いが， 上のような百年カタログの特徴，留 点に基づいて，より正確なマグニチュードへの改訂を継続する必要がある．これにより，地震活動の長期変動の基本的特徴，ゆらぎの程度，周期性，地的相関，連動性等がより精度良く推定，解釈されると考えられる．

第 73 号

2009 年 3 月(3) CENT.CAT と CENT7.CAT の Mag 毎の度数分布とmsc と mdo の構成：CENT.CAT (Mag > 5.5) の Mag 毎の度数分布の最頻値は Mag 5.8 で，Mag > 5.8 の多くはMw(HRV)である (図 5)．度数分布にはもうひとつの目立った峰が Mag 6.8 に表れる．その msc と mdo の構成は他の Mag の構成と際立って なり，60%が UK (Unkown
magnitude)，mdo の 38%が G&R (Gutenberg and Richter,1954)，21%が PAS (CIT, Pasadena) の出典である (表 3)．
Mag > 7.2 では P&S の Mag が 51%，HRV の Mag が 23%を占める． 方，CENT7.CAT (Mag > 7.0) の最頻値は
Mag 7.1 にあり Mag7.0 よりも度数が多い（図 7）．mdo 別

6.

まとめ
既 存 の カ タ ロ グ を 編 集 ， 統 合 し た Engdahl andVillaseñor (2002)の 1900～1999 年の百年カタログは，貴重なデータベースから成り重要であるが，カタログの内容と特徴については従来あまり知られていない．本論文で明らかになったカタログの特徴，留 点等は 下のようにまとめられる．
(1) CENT.CAT と CENT7.CAT の全体的特徴： 1900～
1999 年の器械観測による諸カタログを編集，統合したEngdahl and Villaseñor (2002) の百年カタログのデータ
ベ ー ス CENT.CAT (Mag > 5.5 の 全 地 震 ) お よ び
CENT7.CAT (Mag > 7)に戻り，各地震の最適マグニチュー
ド (preferred magnitude) Mag ， そ の 種 類 (msc) ， 出 典(mdo) および震源決定等の情報 (icat) の詳細を調べた．
各地震の Mag は 6 種類の msc から階層的な順 で選択されている．Mag の種類 msc は，モーメントマグニチュー
ド Mw がもっとも多く，CENT.CAT の 51%，CENT7.CATの 59%を占める．Mag の出典 mdo は，CENT.CAT はハー
バード CMT カタログ HRV が 46%，CENT7.CAT は Pacheco
and Sykes (1992) のカタログ P&S が 37%である（表 2，
図 2）．
(2) CENT.CAT と CENT7.CAT の地震数の時間変化とmsc と mdo の構成：CENT.CAT の地震数は 11,911 個である．1900 年~1963 年は Mag > 6.5，1964 年~1999 年は Mag> 5.5 の地震が収録され，1 年毎の地震数の平均は，1964
年 後は 1963 年 前の 7 倍である (図 3，図 4)．mscと mdo の構成比の時間変化から，1964 年～1975 年の増加は ISC と NEIC のカタログ刊行による短周期実体波マ
グニチュード mb と表面波マグニチュード Ms の地震である． 1976 年 降の大多数は HRV による Mw である．
方，Mag > 7 を収録したデータベース CENT7.CAT（および本文中の Mag > 7 の地震リスト）の地震数は 1,553 個（平均 15.5 個/年）で (図 6)，Mw が全期間で 59%を占め，そのうち 1976 年 降は Mw(HRV)，1975 年 前の大多
数 は Pacheco and Sykes (1992) の カ タ ロ グ に よ る
Mw(P&S)である．
－16－の構成では Mag > 7.2 で P&S の割合が増し，Mag > 7.2の 51%を占める．また Mag7.4 の度数はその前後の Magの度数に比べて目立って少なく，P&S の Mag 7.4 の度数が少ないことが大きな要 である (表 3)．
(4) CENT.CAT の Mag > 7.0 の地震数と CENT7.CAT の地震数の相 ：CENT.CAT の Mag > 7.0 の地震数は 1,609
個であるが，CENT7.CAT の地震数は 1,553 個である．この相 は，CENT7.CAT 作成のため，Ms を基準にして特定の mdo の Mag との偏差を求め Ms に調整した結果，
Ms7.0 に満たない特定の mdo の Mag > 7.0 の地震が除かれたためと考えられる．それらは，msc の多くが UK のMag 7.0 と 7.1 の地震 55 個である（表 4）．これを除いた
1,553 個が，Engdahl and Villaseñor (2002)の本文に掲載されている 1900-1999 年のマグニチュード>7 の地震リスト
である．
(5) Pacheco and Sykes (1992) のカタログと地震活動の長期的定常性，時間的フラクタル性：CENT7.CAT の
Mag の 59%を占める Mw のうち，その 62%は Pacheco andSykes (1992) の地震モーメントカタログに基づく Mw で，1975 年 前の Mw の大多数を占める．この 1975 年 前の地震モーメント M0 の 68%は，表面波マグニチュード
Ms と M0 の平均的経験式から換算された M 0 である．さらにその Ms は，世界的な地震活動は長期的に 定であるとの仮定の下に，期間毎に補正を施した Ms である．
しかし，Ogata and Abe (1991) が複数のカタログの解析から見出した地震活動の長時間スケールでの自己相似性と長期 存性から， Pacheco and Sykes (1992) の時間補正を施した Ms から換算した M0 と，それに基づく百年カ
タログの Mw(P&S)が妥当な値であるかは，議論 再考の余地がある．その後に公表された調査結果 文献等を参照して，より信頼度の高い Mag のカタログに更新していくことが重要である．
謝辞
本研究は，プロジェクト研究「地震観測データを利用した地殻活動の評価及び予測に関する研究」（研究代表者：堀 貞喜），および科学技術振興調整費による研究「スマトラ型巨大地震 津波被害の軽減策 巨大地震発生前
後の地震活動の解析と 力状態の評価」（研究代表者：元政二郎）によっている．東京大学名誉教授の 部勝征
先生には著者が 1900 年代初期の地震カタログに関わる

世界の地震カタログ（1900～1999年）とマグニチュードの不均質性－野口

機会を与えていただきご指導いただいた．統計数理研究所の尾形良彦先生には有益なご教示をいただいた．閲読者の的確なコメントは原稿改善に有益であった．編集
会と事務局の方々にも多々ご支 いただいた．ここに記して感謝の を表します．

12) Engdahl, E. R., van der Hilst, R. and Buland, R. (1998):
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W. H. K. Lee, H. Kanamori, P. C. Jennings, and C.
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（原稿受理：2008 年 10 月 9 日）

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防災科学技術研究所研究報告

要第 73 号

2009 年 3 月

旨器械観測による世界の地震カタログを統合した Engdahl と Villase ñor (2002) の 1900～1999 年の百年カタロ
グは，地震学の様々な分野の基礎データとして重要であるが，その詳細は必ずしも知られていない．本論文では，百年カタログの全地震のデータベース CENT.CAT とマグニチュード 7

上のデータベース CENT7.CAT に基づき，まず既存の諸カタログから選択された各地震の最適マグニチュード Mag について，その種類（msc）
別と出典(mdo)別の構成要素を調べた． 次に CENT7.CAT に基づく Mag > 7 の地震カタログの 59.4%を占める
モーメントマグニチュード Mw の内容を調べた．これにより，百年カタログの特徴が明らかになり， 下のような留点が挙げられる．第に，地震数の時間変化の msc 別と mdo 別の構成比は，1964 年

前の歴史時代は，相対的に多数の msc と mdo の構成要素から成り Mag は特に不均質である．Mag の度数分布の msc 別と
mdo 別の構成比は，Mag に存して著しく変化する．特に Mag 6.8 は度数が多く，かつ他の Mag に比べて特な構成である．また CENT.CAT の Mag > 7 と CENT7.CAT の Mag > 7 の地震の数はにもなり Mag 毎の度数分布

いがみられる．これは CENT.CAT から Mag > 7 のカタログを作成する過程で，特定の mdo の Mag > 7.0の地震 55 個が除外され CENT7.CAT と Mag > 7 の地震カタログに含まれないためである．第二に，Mag > 7 のカタログの Mw について，1976 年

前は Pacheco and Sykes (1992)の地震モーメントカタログに基づく Mw であるが，その多くは，Mag > 7 程度の地震発生率は長期的に定であるとの仮定の下に，表面波マグニチュー

ド Ms に時間的な補正を施して換算した Mw である．この Mw は，Ogata and Abe (1991) が明らかにした地震
活動の時間的フラクタル性と長期存性を考慮すると，相当の不確かさと誤差を持つ可能性がある．本調査による 1900～1999 年の百年カタログのこのような特徴

留点は，カタログを正確有効に使用する上で重要である．
キーワード：百年地震カタログ，カタログの不均質性，モーメントマグニチュード，地震発生率，長期相関－18－