フォーラム: 地震予知研究の紹介

電磁気学的な現象を手掛かりとする地震の短期(直前)予知の研究についての紹介:
吉岡匠教授(北海道科学大学)の研究を中心にして

編集者: 中川 徹 (大阪学院大学 名誉教授)

掲載:2015. 3. 7; 3.27

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編集ノート (中川 徹、2015年 2月24日)

本『TRIZホームページ』としては例外的ですが、「地震予知研究」、特に、「電磁気学的な現象を手掛かりとする地震の短期(直前)予知の研究」について、これから(おそらく長期にわたり)いくつかの論文や記事を紹介させていただこうと考えております。本ページを、それらの親ページと位置付けています。

ここにまず、この一連のページを編集していく意図を説明いたします。

(1) 「地震学」、「地震予測」、そして「地震の短期予知」について

日本でも世界でも、歴史的にもまたつい最近でも、多数の大規模な(もちろんもっと多数の小規模/局地的な)地震があり、甚大な被害を生じてきました。そこで、地震が起こる (だろう) 場所と時と規模と状況をあらかじめ知って、できるだけ被害を少なくするように対処したいというのが、人類の希望であり、特に現在の日本社会にとっての差し迫った要求です。

地震学」は、まず第一に地形・地層・地質などに残された過去の地震の記録を手掛かりにして、地震のメカニズムの解明に取り組んできました。プレートテクトニクス理論が世界規模の地殻変動を明らかにし、地震のメカニズムの基本的な理解を与えてくれました。年間数ミリから数センチの地殻プレートの移動による歪のエネルギーが蓄積して、断層面でずれるときに地震が起こるというものです。この認識をベースにして、各地の (活) 断層が調査され、どのような地域で、数千年から数十年の周期で大きな地震が起こりそうかという情報が分って来ました。これは、地震の長期予測(数千年〜数十年)、そして中期予測 (数十年〜数年) を (ある程度) 与えてくれます。

もっと短期あるいは直前の地震予知ができないかという要求がありますが、従来の地震学は「それは非常に難しい/現状では不可能(に近い)」と言っています(日本地震学会HP参照)。それは、歪エネルギの蓄積がきわめて長期間掛かるのに、地震という破壊現象は極めて短時間(数秒〜数分)で起きるからであり、それらを検知する手段として、「位置と変位」、「力学的な応力、力」、「振動、音」などを主体にしているからです。

それならもっと原理的に異なる物理現象からの情報を検知して使うことが得策だろうと、TRIZは薦めます。「電磁気学的な現象からの情報」を信号として使うことを、(非常に一般的な指針として) TRIZは薦めます。ただ、地震における(特に地震の直前段階における)電磁気学的な現象というのは、どのようなものが、どのような規模(信号の大きさ)であるのか、まだよく解明されていません

一般にこのような新しい学問・技術領域では、現象の発見、現象を検出・観測する方法の発明、現象を説明する原理の発見、現象から有意味な情報を抽出し活用する方法の発明、などはすべて、相互に刺激しあいながら少しずつ少しずつ獲得され、樹立されていくものです。

ですから、地震に関わる電磁気学的な現象の検出・観測とそのメカニズムの解明は、関連性があると思われるさまざまな電磁気学的な現象をモニターする中で初めて理解・解明できるものです。このような意味で、現段階で「電磁気学的な現象を利用する地震の短期・直前予知の研究」を推進し、手探りしながら、多面的にまた相互連携して、進めていくべきものであると、私は考えます。

(2) 「日本地震予知学会 」の発足について

地震を短期 (1ヶ月〜数日) あるいは直前 (数日〜数分前) に予測・予知することは、甚大・悲惨な地震災害の軽減のために全国の人々が望んでいることです。ただ、前記のような困難さのために、日本地震学会は「地震の短期予知は(ほとんど)不可能である」と表明しています。そのため、いくつかの方法が提唱されていても、まだ学術的には「眉唾もの」と批判されている場合が多くあります。

そのような中で、昨年2014年7月に、「日本地震予知学会」が設立され、12月25-26日に第1回の学術講演会が開催されたことを、私は今年に入ってから知りました(本ホームページ「読者の声」参照)。

新たに設立された「日本地震予知学会」のホームページでは、同学会の目指すところを次のように述べています。

「日本地震予知学会では、実用的及び学術的な側面から以下の事項の推進を目指します。

第1は、地震に関連する災害の最小化という社会のニーズに答えるため、地震に先行する現象を用いた科学的アプローチによる実践的かつ精度の高い予知方法の確立をめざします。

第2は、学術的な課題として地震に先行する現象の包括的理解と発生機構の解明を行うことです。学術研究により得られた知見は、国内はもとより国際社会へ広く提供し、地震予知研究の活性化を促すとともに、予知精度の改良に貢献します。

第3は、地震予知、地震先行現象に関する啓発を行うとともに、未来を担う人材の育成を推進します。

社会に対する影響の大きさを鑑み、学会員は高い倫理観を持って諸活動を遂行することが求められます。」

私は、この分野を専門とするわけではありませんが、この「日本地震予知学会」の趣旨に賛同し、微力ながら、寄与したいと考えました。「地震の短期予知」は未確立の分野ですから、従来の地学や地震学の専門家だけでなく、周辺のいろいろな分野の見識を持つ人たちが集まって、衆知を合わせて初めて解明・実現できるものです。私にも、そして読者の皆さんにも、きっと寄与できることがあるでしょう。それによって、近い将来の日本の悲劇的な運命を少しでも軽減することができるでしょう。

(3) 「電磁気学的な現象を手掛かりとする地震予知研究」について

地震を(短期)予知するための手段として可能性のあるものは、原理レベルで考えてもいろいろあり、具体的な手段を考えるともっと多様にあります。

その中で、私は「電磁気学的な現象を手掛かりとする方法」に焦点を当てたいと考えています。それは、(TRIZが教えるように、一般的な意味で)多様な現象の可能性があり、対応する観測手段の多様化・高度化が可能で、観測できた場合の信号処理を迅速・確実にできると期待されるからです。

上記の「日本地震予知学会」も (また、その学会設立に尽力された先生方の研究実績も)「電磁気学的な現象を手掛かりとする諸方法」に重点があるように思います。そして、それ以上に、次項に紹介するような新しい方法の可能性を知ったからです。

(4) 吉岡匠教授(北海道科学大学)の研究について

私は特に、北海道科学大学の吉岡匠客員教授の研究に注目して、同教授からいただきました資料をベースに、本ホームページで紹介をさせていただきます。その研究は、「(火力)発電機の周波数制御に顕われる異常から、地震を (短期/直前) 予知する方法」というものです。同氏はその技術の特許も取得済みで、昨年12月の日本地震予知学会第1回学術講演会でも発表されて(一般発表15分)います。ただしその方法はまだ、日本地震予知学会のホームページでの電磁気学的な地震予知手法の俯瞰図式には採り入れられていません。

吉岡教授の研究を私が知りましたのは、実は3年近く前の2012年5月19日の日本創造学会の第21回創造性研究会での同教授の講演でした。その時の日本創造学会からの開催案内はつぎのようでした。

テーマ:「最新の発電設備監視システムと地震予兆の可視化」
研究会講師:吉岡 匠 氏  北海道工業大学客員教授  (注: 2014年に大学の名称を北海道科学大学と改称)

内容: 講師らは電力各社の要望に基づいたオンライン解析およびリアルタイム監視ソフトを開発し、 この運用実績に基づき発電プラントについて事故解析・予兆管理などについ て有用性を検証してきた。 本研究会では,まずプラントの各種予兆の把握および設備のチューニングにおける監視データ可視化の事例について紹介する。

さらに、6年にわたるこれらの評価過程において、地震発生前に一定の異常データが顕れることを発見したため、昨年3月に起きた東日本震災に代表される我が国で発生する地震への本システムの応用、すなわち地震の予見技術としての成果を最重要事項として紹介する。 これは、主に地震予見に関するメカニズムと解明プロセスおよび予見管理に必要な可視化データの絞り込み過程について紹介するものである。 なお、本件については国際特許の事前審査をクリアし現在国内特許申請中である。

その内容は、私にとってまったく予期しないものでありました。

もともとは、電源開発公社に勤務していた吉岡氏が、全国の電力会社の火力発電所の設置・企画に関与し、発電設備のオンライン制御ソフトを開発し、発電周波数を精密に制御するための異常回復動作の実地データを可視化・解析する中で気づいたものでした。いくつかの地震の前に(1ヶ月や1週間程度前から、そして直前30分前から)異常な回復動作があったことが見出された、というのです。詳細なデータを提示しながら1時間の説明があり、さらに1時間質疑をしました。私は、(質疑時間の半分以上をいただいて)いろいろな角度から質問して、データの信頼性・解釈の信ぴょう性を質しました。

「検出されているものは、地震の震動(力学的変位)によるものではない(東日本大地震の本震ですら、瞬間的なあまり大きくない異常信号しか示していない)。いくつかの地震の1週間程度前から、異常が検知されている。それは、火力発電所から張り巡らされている電力線網がアンテナとして地震の前兆である電磁気学的な現象を検知し、それによる発電周波数への位相の異常を瞬時に正常に戻す「ジャイロ効果」動作を示している、と考えられる。地震が電磁気学的な前兆現象を起こすメカニズムそのものはまだよく分かっていない。」ということを、理解した次第です。

その後、今年になって、吉岡教授らの最新の論文が発表され、日本地震予知学会でも検証に値する新たな方法として認知されたことを、私は知りました。

ただ、この方法で本当に確実に地震予知ができるのか、についてはまだまだ多くの観測と検証が必要です。具体的に、どのようなタイプの地震で予兆が検出できる/できないのか、検出した予兆から、地震の起きる (だろう) 時、場所、規模、タイプなどをどのようにして推定できるのか、地震における電磁気学的な現象の解明にどのようにして繋げていけるか、などを明確にしていかなければなりません。

今後するべきことは、日本全国にある発電所(電力会社や自家発電の企業など)の協力を得て観測・検証を行って、地震予知の方法を作り上げることです。また、それらの発電所の運転情報をリアルタイムでモニターして予知体制を作り、さらに、(他の方法とも併用協力しつつ) 地震を予知したという情報をどのようにして社会に伝えて実際に減災ができるまでに有効にできるのか、など、明確にするべきこと、実施体制をつくるべきことなどがいろいろあります。

吉岡教授はこのような検証作業のために、そのデータを開示・公開していくことを提案しています。私は、この『TRIZホームページ』を活用して、そのような活動に少しでも寄与していきたいと考えた次第です。

(5) 本ホームページでの紹介について 

吉岡教授の研究について本ホームページでの紹介を2年半前から希望しておりましたが、いまようやく、順次掲載させていただけることになりました。私自身も勉強しながら、適切と考える記事を掲載していきます。なお、本ホームページの諸ページと同様に、各ページ/記事の著者と出典と掲載日を明記し、著作権とその責任を示します。

以下は、本ホームページでの掲載記事、および、読者が参照されるとよいWebページや文献の紹介リストです (随時追加していきます[追加: 2015. 3.27])。なお、いろいろな観点のサイトや記事があり、多様で異なる認識・意見がありますので、重要と考えるものを敢えて多様にリストアップしています。リストアップしたサイトや記事の論点に対して、(個別に記述はしませんが) 私自身が必ずしも賛成でない/疑問を持っているものがあることを、書き添えておきます。

また、リンクのためのアイコンは次のように使い分けています。

  本サイト内 HTMLページ 本サイト内 PDFページ 他者 サイト内 HTMLページ 他者 サイト内 PDFページ
和文ページ
   (概要のみ:)
英文ページ
   (概要のみ:)

読者の皆さんには、いろいろな質問・議論があることと思います。本編集者あてにメールをいただきましたら、本ホームページに掲載させていただき、皆さんで議論いただくとともに、吉岡教授あるいは中川からもできるだけの返答をさせていただきます。よろしくお願いいたします。

東日本大震災(2011年 3月11日) から、ちょうど4年になります。震災および福島原子力発電所事故で被災された多くの方々に改めてご冥福と復興・ご多幸をお祈りいたします。

脱原子力発電、再生可能エネルギー開発、地震予測・予知、その他、高齢者社会対策など、するべきことが山積しています。読者の皆さんはじめ、日本中の、そして世界の人々と協力して、一つ一つ解決していけるように尽力したいと思っております。いくつかの関連ページへのリンクをつけます。大震災、原発事故 、新年所感(2015年)

 

 
写真は「とっこさん」撮影

追記 (中川 徹): 参照するとよい図書やホームページの情報を追加しました(2015. 3.27)


 

 [A] 吉岡匠氏の地震予知研究関連の記事・文献

[A1]  「発電設備における異常予兆の早期発見についての最新状況報告」、吉岡匠 (マド・プランニング)、河合洋明 (北海道工大)、 日本機械学会、第15回 動力・エネルギー技術シンポジウム - 動力エネルギーシステム部門20周年、次の20年への新展開 − C102、(2010年6月20日); (地震直前(30分)の異常現象を検知)、『TRIZホームページ』掲載、2015年3月 7日。  (2015. 3. 7)

[A2]  「発電設備におけるトラブル予兆発見への新リアルタイムオンラインデータ収集・分析システムの適用と地震予知の可能性について」 、吉岡匠 (マド・プランニング)、河合洋明 (北海道工大)、日本機械学会北海道支部講演会講演概要集 第49回、pp. 101-102 (2010年11月07日)。『TRIZホームページ』掲載、2015年3月 日。(掲載準備中)

[A3]  「最新の発電設備監視システムと地震予兆の可視化」、吉岡匠○ ((有)マドプランニング),河合洋明(北海道工大)、 可視化情報学会 全国講演会(富山2011)講演論文集、pp.81-84、巻 31、号 2。 『TRIZホームページ』掲載、2015年3月 日。(掲載準備中)

[A4] 「発電機による地震予知手法の開発と 3.11 以降の地震解析結果について」、吉岡匠、河合洋明 (北海道科学大学)、日本地震予知学会第1回学術講演会 (2014年12月25-26日、電気通信大学 (東京都府中市)) 。『TRIZホームページ』掲載、2015年 4月 日。(掲載準備中)

 

[B]  日本地震予知学会 と 関連研究者による研究・活動など

[B1]  (一般社団法人) 日本地震予知学会 ホームページ http://www.eqpsj.jp/

[B2]  地震解析ラボ (所長: 早川正士 電気通信大学名誉教授)   http://earthquakenet.com/blog/

[B3]  千葉大学大学院理学研究科 服部克巳教授 研究室ホームページ   http://www-es.s.chiba-u.ac.jp/geoph/ulf/index.html

[B4]  東海大学 地震予知研究センター ホームページ (長尾年恭 教授)    http://www.sems-tokaiuniv.jp/EPRCJ/ 

[B5]  SEMS(Seismo ElectroMagnetic Signals)研究会   ホームページ   http://www.sems-tokaiuniv.jp/EPRCJ/

1995年の設立。電磁気学的信号を用いた地震研究・地震予知研究についての、メーリングリストを活用した研究会。関連する様々な研究情報(資料・ビデオを含む)が広範・迅速に掲載されており、膨大・貴重な情報源である。

[B6]   「地震予知研究の歴史と現状」、上田誠也(東京大学名誉教授)、学士会夕食会講演(2007年3月)、学士会会報(2007年IV)、pp.46-62。学士会会報アーカイブズに収録、公開 :http://www.gakushikai.or.jp/magazine/archives/archives_865_2.html 。

 

[C] 地震学・地震予測など より広い範囲の研究・活動・資料など

[C1]  (公益社団法人) 日本地震学会 ホームページ  http://www.zisin.jp/   

{C2]  同上 地震に関するFAQ 2) 地震予知:  http://www.zisin.jp/modules/pico/index.php?cat_id=22

[C3]  気象庁 ホームページ   http://www.jma.go.jp/
      同 知識・解説  http://www.jma.go.jp/jma/menu/menuknowledge.html
      同 よくある質問集 地震予知について  http://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/faq/faq24.html 

[C4]  ウィキペディア: 地震予知: http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E9%9C%87%E4%BA%88%E7%9F%A5

[C5]  Wikipedia, "Earthquake Prediction",  http://en.wikipedia.org/wiki/Earthquake_prediction 

[C6]  力武常次著、『地震予知−発展と展望−』、日本専門図書出版、2001年1月初版、A4版 618頁、18000円+税。

著者は、1921年生〜2004年没、東京大学名誉教授、地震学・地震予知をライフワークとした。阪神大震災後に、執筆した。地震とその予知に関して、全体的・学術的にレビューしている。専門書でありながら、読みやすく、親しみやすい、素晴らしい本である。日本と世界のさまざまな地震の実情とその研究状況、地震予知の多様な方法(電磁気的、地球化学的、宏観現象も含む)の理論・実績と評価、予知の社会的問題なども懇切に述べている。2000年までの地震予知研究の集大成。

[C7] 日本地震学会地震予知検討委員会編、『地震予知の科学』、東京大学出版会刊、2007年5月初版、、B6版 230頁、2000円+税。

上記委員会の(ほぼ)全員による共同執筆:川崎(京大防災研)、小泉(産総研)、束田(気象庁)、長尾(東海大)、西村(国土地理院)、平松(金沢大)、堀(海洋研)、山岡(名大)。1995年以降の10年間の地震予知研究の進展について記す。その中心は、GPSなどによる位置・変位の広域精密測定が進歩し、特に東南海地震に注目して、プレート境界での断層面の(部分的)滑りと固着のモデルが明確になって、中期予測が格段に進歩したことを述べる。(残念ながら、2011年の東北地方太平洋沖地震を予期するような記述はない。電磁気学的な地震予測も注目していない。)

[C8] 地震予知連絡会  ホームページ  http://cais.gsi.go.jp/YOCHIREN/index.html

1969年に国土地理院を事務局として正式に発足した、研究連絡組織。地震予知に関する調査・観測・研究結果等の情報の交換とそれらに基づく学術的な検討を行うことを目的とする。関係機関・大学からの30名の委員で、年4回の定例会議(他に臨時会合)。2015年2月に第206回の会合。毎回各研究機関より多数の詳細な学術資料が提出され討議されている。年2回の「会報」でその詳細資料がWeb上に公表されている(半年遅れ)。

[C9] 東京大学 地震研究所  ホームページ   http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/

[C10]  京都大学 防災研究所 地震予知研究センター  ホームページ   http://www.rcep.dpri.kyoto-u.ac.jp/#ja

[C11] 文部科学省 地震調査研究推進本部 ホームページ  http://www.jishin.go.jp/main/index.html

[C12] 国土地理院 ホームページ   http://www.gsi.go.jp/

[C13] (独)産業技術総合研究所:地質調査総合センター   ホームページ  https://www.gsj.jp/HomePageJP.html

[C14] (独)防災科学技術研究所 ホームページ  http://www.bosai.go.jp/

[C15] (独)海洋研究開発機構 ホームページ  http://www.jamstec.go.jp/j/index.html

[C16] 公益財団法人 地震予知総合研究振興会 ホームページ  http://www.adep.or.jp/ 

[C17] 日本地震学会 「地震学の今を問う (東北地方太平洋沖地震対応臨時委員会報告)」、2012年5月、(ホームページに掲載)、  http://zisin.jah.jp/pdf/SSJ_final_report.pdf

日本地震学会内に3.11後に作られた臨時の委員会が、2011年9月にシンポジウムを開き、多数の招待講演・一般意見講演を集め、委員会としてのまとめをしている報告集(175頁)。M9の地震をなぜ想定できなかったのか?地震学会は国の施策とどう関わるのか?「防災」のために何が足りなかったのか?教育現場やメディアにどう伝えるか?をテーマとして、多くの議論をし、まとめをしている。

[C17] 神沼克伊・溝上 恵・島村英紀・杉原英和・泊 次郎・平田光司著、神沼克伊・平田光司監修、『地震予知と社会』、古今書院(2003年5月)

総合研究大学院大学の教員有志の共同研究「科学と社会」の一つのワークショップの講演と討論の記録とのこと。カバーの説明が適切:「構成が面白い。地震予知する側の判定会会長溝上氏による東海地震の解説、予知はできないという地震学者北大の島村氏による予知の現実性の解説、神奈川県防災局の杉原氏は対策現場の実情を語り、朝日新聞の泊氏は科学ジャーナリズムのあるべき姿を解く。そして討論。地震の専門家でないメンバーによる、地震学者や科学ジャーナリストの言説に対しての討論は分かりやすい。」  (2015. 4. 2)

[D] 質問・批判・議論・参考その他

[D1]  横浜地球物理学研究所 ホームページ (管理者:上川瀬名)  http://blog.goo.ne.jp/geophysics_lab   

(今までの)電磁気学的地震予知研究に関していくつもの批判を掲載している(個人の)ブログ。

 

 

 


 

 

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最終更新日 : 2015.  3.27    連絡先: 中川 徹  nakagawa@ogu.ac.jp