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◯サイエンスZEROまとめ #001 2012/07/29「地震予知／上空に現れた謎の異変」
http://blog.livedoor.jp/juntukada/tag/%E5%9C%B0%E9%9C%87%E4%BA%88%E7%9F%A5
2012年08月06日18:56 Ganylog
NHK Eテレ サイエンスZERO 2012／7／29
http://www.nhk.or.jp/zero/contents/dsp394.html
竹内薫・南沢奈央・中村慶子、
ゲスト：千葉大学理学部 地球科学科 教授 服部克己
〜地震予知／上空に現れた謎の異変〜
<引用ここから>
昨年３月11日、列島を突如襲った大震災。実はその３日前、はるか上空の「電離層」で不思議な異変が現れていました。地震の直前、東北一帯から「何らかの物質」が上空へ立ち上り、電離層に影響したと考えられます。さらにこの時、震源域上空の「異常な大気温度の上昇」を、気象衛星がキャッチしていました。これらの不思議な現象は、はたして地震の予兆なのか？ だとすれば、地震の予知にどのように活かせるのか？地震予知研究の最前線です。
<引用ここまで>
◯「電離層」とは、どういうものですか？
地上数百キロにある、地球と宇宙の境目。詳しくはこちら
http://ja.wikipedia.org/wiki/電離層
◯今まで、地震予知はできていたの？
地震予知は日本の悲願。
今までは地中に目を向けていて、なかなか達成することができなかった。兆しは別のところから…
◯3.11 東日本大震災の原因はなに？
東日本大震災の震源は、東北沖130kmの海底。
年速約8cmで、太平洋側のプレートが日本側に潜り込んでいて、それによるひずみが蓄積、一気に解放されてプレートの破壊を引き起こした。
それが地震の原因。
その予兆と思われる謎の現象が電離層で観測された。
◯東日本大震災の予兆。電離層で何が起きたの？
地震と電離層の関わりについて研究していたのは、千葉大学 服部克己教授。
3.11後、電離層の詳細なデータ解析をおこなった。
電離層には太陽光線の影響で、酸素などから分離した電子が漂っている。
太陽がでている間は電子の量は多く、夜間は少なくなる。
3.11の前、3/7の3時にこのパターンに異変が起きていた。
3/7以降、夜間でも電子の量の減少傾向が、通常よりも、ごくわずかだった。
通常、地球の自転とともに電離層の乱れ（電子の増減）が生じるのに、3/7〜3/8は、増加状態が30時間続いていた。非常に特異な現象。
◯電離層の異変は、珍しいことなの？
電離層の異変は珍しくなく、太陽フレア・黒点からの太陽風により、わりとよく起きる。
3.11の前も、2/5、2/15、2/22、3/1〜3/6、3/8に起きている。
電離層の異変は少なくないため、服部教授もすぐには気がつかず、3.11後にさらに詳しく解析しなおした。
◯具体的にどういう調査をしたのですか？
通常の解析ではもちいることの少ないGPS観測網を調べた。
日本にはGPS衛星と1200カ所の受信点を結ぶ、世界最高レベルの観測網が整備されている。
服部教授は、GPS衛星網のデータから、50kmごとの7つのレイヤーで地上100km〜400kmでの、電子の増減を可視化。
それにより、電子の増加が、時間の経過とともに、地表から徐々に上空に移動していくことが判明。
また、異変が、震源になった日本海溝に平行した帯状におきていることが判明。
◯3.11の大地震の前の、電離層の異変は、太陽による影響ではないの？
電離層の異変の度合いに、宇宙からの影響（太陽風）の度合いを重ねたところ、3/4以降に宇宙からの影響は測定されていない。地球内部からの影響で電離層で異変が起きていることが判明しています。
宇宙からの影響がない、電離層の異変と地震との組み合わせは、3/11以前には、中越沖地震、インドネシアの大地震などいくつかでも確認されています。
【閑話休題】
番組中では扱われなかったが、3/11の前の3/4に、茨城・鹿嶋で50頭のクジラが座礁していて、ネットでは大地震が噂されていた。
http://logsoku.com/thread/raicho.2ch.net/newsplus/1299293160/
というのも、1/7にニュージーランドで107頭のクジラが座礁し、2/22に地震が起きていたから。
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/environment/2786528/6846039
2/21に日本上空の電離層でも異変が確認されている。
◯宇宙からの影響以外の、電離層の異変がおきる原因は他にはありますか？
NASA ゴダード宇宙飛行センター ディミター・ウズノフ氏の研究チームは、3/11直前、東北上空に熱エネルギーの突然の大きな変化を観測していた。熱エネルギーのもっとも高い値は、3.10に観測されていた。
熱エネルギーの変化も、東北沖の震源となったプレートの境目の上空に発生。地下から何らかの気体が大量に放出されたと考えています。
注目されたのは、花崗岩などに含まれる放射性ガスのラドン。
研究チームは、地震の前にプレート地下の岩盤の破壊によりラドンが発生し、それにより大気中のチリなどが電気を帯び、それを核に水蒸気が水滴に変化、これにより『潜熱』が生まれ、異常な熱エネルギーの源になった、と考えました。
研究チームは、08年の四川大地震、11年のトルコ地震でも同じ現象を確認しています。
◯地中から発生したラドンが、遥か上空の電離層に異変を起こすのは、どういう仕組み？
ラドンが発生すると、酸素や窒素が放射線の影響で、プラスとマイナスに分離する。プラス電子の多くは地表付近にとどまり、そのエリア（地表）はプラスに偏った状態になる。すると電離層は、それに引きつけられるようにマイナス電子が増えると考えられている。
雷も同様。雲と地面は、すごく離れている。雲の中で電気がたまり、バランスをとるために地面とつながる。それが雷。大気と地表、離れていても作用しあう例。
【閑話休題】
ラドン（ガス）が発生するなら、上空にかぎらず、海洋内部でも変化があるんじゃないのかな？ 座礁クジラとの関係を調べているチームはないんだろうか…
怪獣映画のゴジラシリーズには同名の怪獣がいました。
◯地震後ではなく、地震前に変化が起きるのはなぜか？
割り箸で例えると… 折ろうとすると、折れる前にパキパキと音をたてる。それが地震の前に起こる地面のクラック（亀裂）。そのクラックがラドンの通り道になる。
パキっと折れる瞬間を数学的に予測することはできないので、原理的に地震の予知はできないという考えがある。折れる前のクラックで何か起きるのであれば、兆候をとらえることができる。
1995年の阪神大震災の時も、ラドンの濃度は増加していた。
【閑話休題】
地震とラドンの関係が重視されてきている。なら、3.11の前になぜ言わなかったんだろう？
◯ラドン以外にも、電離層に異変を引き起こすものがありますか？
服部教授は過去10年間に起きた、房総半島でのM4以上の地震を分析。 その結果、多くの地震で、震源に近い場所の磁場が、地震発生前に変化していたことがわかった。
磁場が変化するのは、地面に電気が流れたとき。地震の前、断層にはひずみがたまる。その圧力で地下水が移動される。これにより電気の流れを作り、電離層に影響を与えたと、服部教授は考えている。
【閑話休題】
ますます座礁クジラに関係ありそう…
◯どうして地震前に電流が流れるの？
地下は隙間のないものではなく、無数の空間がある。そこを地下水が移動する。地下水はイオン化している。もともと帯電しているものが移動するので、電流になる。
岩石に圧力を加えると電流が生じる。それも含まれる。
◯地震予知は可能か？
統計的には因果関係は証明されつつある。 地表でのどういう物理現象が、電離層の異変に起因したかを追い求めれば、地震予知のパラメーターとして使える、と考えられている。
◯服部教授が、地震が起こる地面ではなく、上空の観測にこだわる理由は何か？
地面の中では、広範囲な観測が難しいため。例えば、井戸を掘り、観測器を埋めて得られるのはそのポイント+αのデータだけ。電気を対象にすれば、観測衛星を使い、広範囲・全球的な監視が可能。
◯地震後の電離層の変化
電離層の観測をおこなっている情報通信研究機構 主任研究員 津川卓也氏は、3.11の地震後の電離層の変化に注目しました。
3.11 午後2時46分に地震が発生。その7分後、震源地上空の電離層を中心に、同心円場の波が現れたことを確認しました。このような現象をはっきりとみることができたのははじめて、とのこと。
【閑話休題】
電離層の波は日本海側の方向にだけ発生し、太平洋側には起きていない。これはいったいなぜなんだろう？
◯電離層の波はどうやって発生したの？
津波が発生すると海面は大きく押し上げられる。その衝撃が大気を伝わり、電離層まで届きます。その結果、電離層に含まれる電子が大きく振動し、波の形として観測されました。
◯宇宙からの津波監視
津川さんは、電離層でとらえた変動から、津波の発生源の場所、大きさ・タイミングを推定できないか？ 宇宙からの津波監視が、原理的に可能なのではないかと考えています。
現在、気象庁は、震源が海底で、規模がある程度大きく、浅いか・深いか、それで津波警報を出すかどうか決めています。
宇宙からの津波監視では、7分後に、実際に発生したかどうかを検証できるため、現状の津波警報システムを補足する、かなり有望なものだと考えられます。
衛星で監視できるため、日本の津波だけでなく、より広範囲で確認できるため、世界的な貢献となると考えられます。
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