地震電磁気学

Electro-magnetic phenomena

地震電磁気学は、地殻に作用する地殻変動によって発生すると考えられている様々な電磁気現象であり、地震や火山活動などの地震活動と関連している可能性がある。地震電磁気学の研究は、地震に至る応力の増加によって発生し、短期的な地震予知の根拠となる可能性があるという可能性から進められてきた。しかし、多くの研究にもかかわらず、地震電磁気学のいずれの形態も地震予知に有効であることが示されていない。重要な問題は、地震自体が生み出す電磁気現象は比較的弱いため、前兆現象の影響は測定するには弱すぎる可能性が高いことである。パークフィールド地震の綿密な監視では、地震発生前の顕著な電磁気的影響は明らかにされなかった。しかし、一部の研究者は依然として楽観的な見方をしており、地震電磁気学による地震前兆の探索は続けられている。[要出典]

VAN法

VAN法は、 1981年にこの手法を解説した論文[1] [2]の著者であるP. Varotsos 、K. Alexopoulos、K. Nomicosにちなんで名付けられました。この手法は「地震電気信号」(SES)と呼ばれる低周波の電気信号を測定し、Varotsosとその同僚数名は、この手法を用いてギリシャの地震を予測することに成功したと主張しました。 [3] [4]この手法自体と予測成功の主張方法は、VANによって厳しく批判され[5] [6] [7]、議論されましたが、批判者たちは見解を撤回していません。[8] [9]

2001年以降、VANグループは「自然時間」と呼ぶ概念を導入し、前兆現象の解析に適用しています。当初は、この概念をSESに適用し、SESをノイズと区別し、差し迫った地震の可能性と関連付けます。検証(「SES活動」として分類)の場合、 SES活動に関連する地域におけるその後の地震活動全般にも自然時間解析を適用し、予測の時間パラメータを改善します。この手法では、地震発生を重要な現象として扱います[10] [11] [12] [13]

VANは、2006年以降、SES活動に関連するすべての警報はarxiv.orgに掲載され公開されていると述べている。そのような報告の一つは、1983年から2011年の間にギリシャで発生した最大の地震の2週間前、2008年2月1日に投稿された。この地震は2008年2月14日に発生し、マグニチュード(Mw は6.9であった。VANの報告は、2008年2月10日付のエトノス紙の記事でも取り上げられている。[14] [15] [16] [17]しかし、ゲラシモス・パパドポロスは、VANの報告は混乱を招き、曖昧であり、「VANの予測が的中したという主張はどれも根拠がない」と批判した[18]。しかし、この批判に対しては、同じ問題に関する回答が出された[19] 。

QuakeFinderとFreund物理学

フリーデマン・フロイント博士は結晶物理学の研究において、岩石に埋め込まれた水分子が強い応力を受けるとイオンに解離することを発見しました。結果として生じた電荷キャリアは、特定の条件下で荷電粒子を生成する可能性があります。フロイント博士は、これらの電流が、電磁放射、地震光、電離層プラズマの擾乱といった地震の前兆現象の原因である可能性を示唆しました。[20]このような電流と相互作用の研究は、電磁前兆エネルギー信号、またはフロイント物理学として知られています。[21]

地震学者の多くは、ストレスによって発生する信号を検出し、前兆として利用できるとするフロイント博士の理論を、以下の3つの理由から否定している。第一に、大地震の前にはストレスが急速に蓄積されないと理論づけられており、したがって、大きな電流が急速に発生するとは考えにくい。第二に、地震学者は2004年のパークフィールド地震の前に7つのフィールド試験装置を用いて統計的に信頼できる電気的前兆を探したが、そのような前兆は確認されなかった。第三に、地殻中の水は、帯電粒子を地表に到達する前に吸収させると理論づけられている。[22]

QuakeFinderは、地震を予測して人命を救うという使命を帯びた磁場センサー(磁力計)配備システムの開発に注力していた企業であった。[23]同社は Stellar Solutions, LLC の経営権を持つ独立企業として運営され、Tom Blier 氏と Freund 博士との長期にわたる研究協力が含まれていた。[24]同社は、チームが大地震の前に発生する可能性があると考えていた低周波の電磁パルスを検出するためにセンサーステーションのネットワークを展開した。[25]センサーの範囲は、機器からパルスの発生源まで約 10 マイル (16 km) であると報告された。[26] 2016 年の時点で、同社はカリフォルニア州に 125 のステーションがあると報告しており[ 27 ] [28]ヘロー博士はこれらのセンサーを用いて、複数の地点から観測されたパルスを三角測量し、その発生源を特定できたという査読済みの研究結果を発表しました。ヘロー博士は、パルスは差し迫った地震の11日から18日前から観測されており、将来の地震の発生場所と時期を特定するために使用できると報告しました。[29] [30]

しかし、検証可能な予測には、差し迫った出来事が起こる前にその場所、時間、規模を公表する必要があるが、QuakeFinder もヘロー博士も、地震を検証可能な形で予測したわけではなく、統計的有意性について客観的に検証できるような種類の予測を複数発表したわけでもない。

現在の研究では、減圧されると溶液から溶存ガスが出てイオン化し、電気的特性を生成することが示唆されている。[31]

コラリトス異常

1989年のロマ・プリエタ地震の1ヶ月前、カリフォルニア州コラリトス(震源地からわずか7km)に設置された磁力計による超低周波の地球磁場測定で、異常な振幅の増加が見られ始めた。地震発生のわずか3時間前には、測定値は通常の約30倍にまで上昇し、地震後には振幅は徐々に減少した。このような振幅は、2年間の運用期間中、あるいは54km離れた場所に設置された同様の機器でも観測されていなかった。多くの人々は、このような時空間的な局所性から、地震との関連性を示唆した。[32]

その後、カリフォルニア州北部と南部に追加の磁力計が設置されましたが、10年が経過し、いくつかの大地震が発生した後も、同様の信号は観測されていません。近年の研究では、この関連性に疑問が投げかけられており、コラリトスの信号は、無関係な磁気擾乱[33]、あるいはもっと単純にセンサーシステムの故障[34]に起因するとされています。

2004年にパークフィールドで発生した地震を厳密に監視した研究では、いかなる種類の前兆となる電磁信号の証拠も発見されなかった。[35]

ULF磁場前兆

コンスタンティノス・エフタクシアス氏とその同僚による最近の2つの研究では、大地震に先立つULF磁場が調査された。2011年の東北地方太平洋沖地震ではULF放射が臨界挙動を示した[36]。一方、2008年の四川省地震では、研究者らは水平ULF磁場の低下を発見した。これも臨界現象の兆候と解釈できる可能性がある[37] [38]。[より詳細な情報源が必要]

TECの変動

北海道大学日置浩介教授は、2011年東北地方太平洋沖地震の約40分前にGPS信号が変化したことを偶然発見したと述べています。他の地震の過去のデータを確認したところ、同様の相関関係が他の地震でも見られたことが分かりました。彼は、GPS信号が地震発生1時間前の電離層のTEC(全電子数)レベルの変動を検知していたのではないかと示唆しました。 [39] [40]

衛星観測

CNESが開発した「地震地域から発信される電磁波の検出」衛星は、ある種の低周波電磁活動と地球上で最も地震活動が活発な地域との間に強い相関関係があることを示す観測を行っており、マグニチュード7.1の地震が発生する7日前(それぞれ2004年8月29日と9月5日)に南日本付近の電離層の 電子 密度温度に鋭い信号が検出された。 [41]

Quakesatは、3機のCubeSatをベースにした地球観測用超小型衛星です。宇宙から極低周波地震の前兆信号を収集するための概念実証として設計されました。主な機器は、長さ2フィート(0.6メートル)の伸縮式ブームに収納された磁力計です。このコンセプトの科学的根拠については議論があります。[25]

ESPERIAは、主に地殻変動および地震前兆現象に関連する信号の検出を目的とした赤道周回軌道の宇宙ミッションです。より一般的には、地球近傍の電磁気、プラズマ、粒子環境を定義し、電離圏磁気圏遷移領域における擾乱と不安定性を研究することを目的としています。地球表面における地震発生準備プロセスと人為的影響を研究するため、イタリア宇宙機関(IAEA)のフェーズA研究が実施されています[42]

ホワイトハウスの2012年度予算案で中止された氷の変形、生態系構造、ダイナミクス(DESDynI)レーダー衛星は、Lバンド 干渉合成開口レーダーとマルチビーム赤外線ライダーを組み合わせて、地殻プレートの弾性ひずみを特定し、深刻な地震につながる可能性のある地表のひずみを検出する能力を持つはずだった。[43] [44]

ロシアとイギリスは、地震発生前に地殻から放出される電磁信号を観測する2基の衛星を2015年に共同で打ち上げることで合意した。このプロジェクトは「地震の予測に役立ち、数千人の命を救う可能性もある」とされている。[45]

現在研究が進められているもう一つの拠点は中国で、2014年には衛星打ち上げが計画されており、電離層現象のデータを取得し、地上の地震・電磁気現象と比較することが期待されています。この関連性は既存の文献でも部分的に裏付けられており、電離層現象は地震現象よりも数時間から数日先行することが既に示されています。このネットワークは、このような電離層現象が地上の電気現象に由来しているかどうかを明らかにできる可能性があります。[46]

参照

参考文献

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出典

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さらに読む

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