Geophysical Research Group
FNCT

平成14年度福井工業高等専門学校教育後援会研究奨励金による研究完了報告書

福井県周辺における地殻活動の研究
指導教官 岡本 拓夫 教官

4年環境都市工学科 笹島 康弘
4年物質工学科    前田   望
4年環境都市工学科 宇野 純一
4年環境都市工学科 小林 浩二
4年環境都市工学科 高溝 啓介
3年物質工学科    林   大悟
2年電気工学科    高須 洋佑
1.はじめに

地球物理学研究会では、地震の発生予測の可能性について研究するため、基礎データとしての詳細な地殻活動を把握する必要性から、地殻活動観測システムを福井県及びその周辺に展開している。地震波形データに関しては、OM型イベントレコーダ(尾池 他)(以下OMレコーダ)にて記録、カセットテープに保存されている。地球電磁気に関しては福井県清水町笹谷(以下SSJ)、池田町谷口(以下TIJ)で地電位差や全磁力を観測し、電話回線により取得、保存されている。昨年度は取得した地電位差のデータより、電場ベクトル変化を解析するためのグラフ作成を行った。また、インターネットを利用したホームページによる広報活動を行った。今年度は、地電位差と地震発生の関連性及び震度特性について言及したので、これに関して報告する。

2.地電位差に関しての研究

地球電磁気関連としてTIJとSSJに設置した観測点より得られたデータを基に、地電位差変化と地震との関連性を調査している。地電位差と地震との関連性は、地震に伴う地殻の電気的性質の変化、即ち抵抗や電流の変化として認められる。抵抗の変化は地震前後の応力変化に由来する地下水の流量、水位、圧力の変化に依ると考えられる。また、電流の変化は岩石に多大な圧力がかかる地震の発生過程に於いて、地中で岩石の破壊が起きる時に高電圧が励起し、それにより発生する電流が原因であると考えられる。この電流は岩石中の鉱物が起こすピエゾ効果による。ピエゾ効果とは岩石が砕ける直前に岩石中の鉱物が分極する現象で、この分極により大電流が瞬間的に発生する。この大電流は電波の形で検出されている。地電位差の変化はこれらの現象に依るものであるが、これ以外の現象の影響も受ける。即ち、太陽のフレアー等による磁気嵐が地電位差の変化にノイズとして干渉する。この磁場変化の様子は、観測点に設置されているプロトン磁力計を用いた全磁力観測により或る程度把握できる。この他にもノイズとしては、雨や雪といった気象現象、電車の運行が考えられる。前者は地面の接地抵抗に影響し、後者は運行に伴う電流の発生が地下を流れる電流に影響すると考えられる。従って、地震の影響のみによる地電位差変化を取り出すには、地電位差の変化データと、全磁力に関する磁気嵐データ、気象状況、電車の運行状況を比較する必要がある。 ’94年度奨励研究報告書(久住 他)の一部を引用すると 「地電位の変量と微小地震発生個数とは何等かの関係があるのではないかと考え、地電位差の変化を連続値として考え微分してみた。(中略)微分が福井県敦賀市杉津付近の地震が発生した10/19付近で特に大きく変化している事がわかる。」(下線部 筆者) つまり、地電位差と地震との関連性は地電位差の急激な変動という形で顕在化している。今年度はこの研究の拡張として、地電位差の変化と大きな地震との関連性を考察した。図1図2図3図4にSSJに於ける地電位差のグラフ、図5に福井地方気象台によって報告された震源図(福井地方気象台 福井県地震活動図平成14年(2002年)12月より引用)、表1に福井県内で観測した、図5に示される震源に依る地震の震度の統計を示す。地電位差のグラフは地震発生の前後三日のデータを抽出しており、中央の線が地震発生時になっている。これによると、地震発生の前後に於いて地電位差の急激な変化、即ち、急激な増加、若しくは減少の後しばらくその値を維持し、再び元の値に戻るというもの(形としては凸凹である)が見られるものがある。この変化が見られる地震はいずれも多数の地域で揺れを観測する、マグニチュードの大きいものであると見える。この事から地電位差の変化の要因は、地盤の特徴(次の「地震活動に関しての研究」で述べる)、又は、地電位差の変化を急激にする臨界マグニチュードの存在。この二つのいずれか、若しくは両方に有ると考えられる。この事に対するより細かい検証、議論には、様々な地震のデータが必要であり、来年度の目標としたい。

3.地震活動に関しての研究

福井地方気象台が行っている福井県内についての調査報告を基に、平成10年から平成15年4月までの福井県内の各観測点の有感地震回数を集計した。図6はそのデータの中で、有感地震回数が最も多かった観測点5つと、最も少なかった観測点5つのデータを抽出したものである。このデータは4年半という長期間にわたって有感地震の回数を集計しているので地震の方位特性は少ないと考えられる。そのため観測値に震源距離や方位特性の影響はないと考えられる。しかし、有感地震回数は図6に示すように観測点によって大きくかけ離れていることが認められた。この結果から分かることは、有感地震には地盤の影響が大きく反映されるということである。有感地震回数が上位5カ所の観測点は、福井県内の狭い範囲に集中せずに全県下に広がっている。この上位5カ所に共通することは、すべて地盤の弱い沖積層の上にあるということである。また下位5カ所に共通することは強固な地盤の上にあるということである。特に震度1の地震を観測した回数は上位5カ所より下位5カ所の方が極端に少ない。このことからも地盤の特性によって有感地震の回数に大きな差がでることが分かった。

4.Web部門

昨年度に引き続き、ホームページの更新やサーバのメンテナンスを行った。

5.感想

本年度の研究での発見は非常に興味深いものであった。少なくとも地震と地電位差の関連性は事実上、地震予知が可能である事を示唆していると思う。更にベクトル解析の面からも研究を進めれば、より顕著な成果が得られると期待している。

6.謝辞

本研究に於いて、本校一般科目物理担当 岡本拓夫助教授、並びに前澤廣道技官には様々なご指導を頂き、深く感謝します。誠にありがとうございました

7.参考文献
久住憲嗣他 ’94年度奨励研究報告書「池田町(TIJ)における地電位差観測」(1994)
福井地方気象台 福井県地震活動図(2002)
日本地震学会 なゐふる(2002.7〜2003.3)
竹内均 せまり来る巨大地震(2002)
前田望他 平成13年度奨励研究完了報告書「福井県及びその周辺における地殻活動の研究」(2002年)
大澤文孝・永安悟史・松枝知直 インターネットサーバ構築術FreeBSD編(1999)
高原尚志 Linux/FreeBSDサーバーの全てがわかる本(1998)
渡辺裕一 改訂7.3対応 はじめてのRed Hat Linux7J(2001)



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