地磁気のパルスは地震を予知できるか？
Sid Perkins, June 6, 2014 - 5:30pm

いくつかの中規模地震の前に観察された短い磁気パルスは応力下の岩石内の化学結合切断が引き起こすらしい（写真はサン・アンドレアス断層）。
http://news.sciencemag.org/sites/default/files/styles/thumb_article_l/public/sn-quakes.jpg

最近起こった数回の中規模地震で、地震発生までの数日中に、付近の計器が地磁気の短い低周波パルスを記録していた。数人の科学者たちは、地震発生直前に強さと頻度が上がっていくように見えるそのようなパルスが、間近に迫った地震活動の早期警報サインに使えると提唱してきた。今回、一つのチームがこれらの磁気パルスがどのように生成されるかを示すモデルを作り上げたが、それらが人工起源かもしれないと批判する研究者たちもいる。

過去50年間の多数の地震の前に、地磁気の短い変動が検出されてきた、とサンノゼ大学（カリフォルニア州）の結晶学者、フリーデマン・フロイント（Friedemann Freund）は話した。たとえば、2007年10月にサンノゼの約15キロメートル北西で発生したマグニチュード5.4の地震の前の数週間に、震央付近の計器が地球深部から発出したと思われる多数の異常な磁気パルスを検知した。（最大ものは30ナノテスラを記録した。これは通常の地表で計測される地磁気の強さの約1/100,000だ。）パルスは地震の日が近づくにつれて頻度を増していった、とフロイントは話した。もっと最近、ペルーの中規模地震に先だって、2つの高感度磁気計は同じ種類のパルスを記録した。

フロイントによると、一つの大きな謎はそのようなパルスがどのように生成されるのかということだった。今回、彼と共同研究者たちはこれらのパルスが、地球深部の地震応力下にある岩石内の結晶中の顕微鏡的な変化に由来すると提唱した。たくさんのタイプの岩石の中で、特定の火山岩は内部に相当量の水を閉じ込めていて、結晶に過酸化結合と呼ばれる酸素-酸素結合がぎっしり詰まっている。（これらの結合ははるか昔に、化学変化がいくらかの水分子を切って、互いに結合させて水素分子を解離し、岩石外にガスとして拡散させて形成された。）それらの岩石が互いに滑り合う断層帯のそばなどで応力を受けると、過酸化結合の一部が切断される。その切断された結合は負電荷の電子を放出する。電子はその場にトラップされたままとなり、同時に結晶内に正電荷の「正孔」が作られる、とフロイントは説明した。ラボの実験では、正孔に関連する電気的擾乱が周囲の岩石を通って毎秒約100メートルの速さで拡散した。

フロイントらのチームは同じプロセスが地殻内部でも起こっていると提唱した。間近に迫った地震に先立って多量の岩石に応力が発生すると、内部にたくさんの正孔が作られる。
そういった正孔の大規模な移動が大きな電流を生じさせ、それが地表の検出器に記録される低周波磁気パルスを生成する原因である、と彼らは話した。

ペルーの地震では、磁気計に検出されたパルスのほとんどは6分の1秒から4分の1秒の間の範囲だった。しかし一部は2秒も続いた、とフロイントは話した。この長さはパルスが、近くや遠くの落雷が引き起こしたものでないことを強く示唆する。彼のモデルに対する一部の批判者は代替説明として落雷を挙げていた。彼によるともっと重用なのは、ペルーの2つのセンサーからのデータによって、それらのパルスの中で最も強いものが生じた地点を、続いて起こった地震の震央から数キロメートル以内に特定できたことだという。彼らはその結果をarXivプレプリントサーバに投稿した論文で報告した。現時点ではチームのモデルがまだ予備的であることをフロイントは認めた。この論文はあるジャーナルに投稿され、現在他の科学者たちによって査読されているところだ。

>>2以降につづく

ソース：ScienceNOW（June 6, 2014）
Could Pulses in Earth's Magnetic Field Forecast Earthquakes?
http://news.sciencemag.org/earth/2014/06/could-pulses-earths-magnetic-field-forecast-earthquakes

原論文：arXiv
John Scoville, Jorge Heraud, Friedemann Freund. Pre-earthquake Magnetic Pulses.
http://arxiv.org/abs/1405.4482v1