梅野健 情报学研究科教授、水野彰 同研究員、高明慧 同専門業務職員（研究当時）らの研究グループは、大地震発生直前に観察される電磁気学的異常を地殻破壊時の粘土質内の水が超臨界状態であることにより説明する物理メカニズムを発見しました。今まで、2011年東北沖地震、2016年熊本地震などの大地震発生直前に震源付近の電離層上空に異常が観測されたことが報告されていましたが、なぜ大地震発生直前の電離層に異常が生じるかを明確に説明する物理モデルの報告はなく、幾つかの仮説が提唱されているのみでした。
本研究グループは、プレート境界面には、すべりやすいスメクタイトなどの粘土质が存在し、その粘土质の中にある水が地震発生前の高温高圧下で超临界状态となり、电気的な性质が通常の水と异なり絶縁性となり、电気的特性が急に変化することで电磁気学的异常が生成することを初めて提案し、电离层への影响を大気の静电容量によりモデル化し、モデルから予测される生成电场の大きさと観测されている地震発生前の电离层の伝搬异常の速度変化が整合的であることを示しました。今后、この研究の実証を更に进めることで、宇宙（电离层）における异常と地震発生直前との物理が结合する新しい科学の诞生が期待され、さらにはこの科学的知见を活かす事前防灾システムの実现とその环太平洋地域など地震が多発する地域での普及への贡献が考えられます。
本研究成果は、2024年3月19日に、国際学術誌「International Journal of Plasma Environmental Science and Technology」にオンライン掲載されました。
「本研究の原点となったのは、自分自身が2011年3月11日に福岛で东北冲地震を経験し、その福岛で考えた物理の原则、『无から有は生じない』ということです。地震という大きな运动エネルギーに変换する前は、别の形でエネルギーが蓄积されていたはずで、そのエネルギーの変化自身も物理的なプロセスなのでそれは観测で捉えられるはずであるという信念でした。今回は研究グループに参画した水野研究员のもたらした、水の超临界状态という第叁の状态というアイデアおよびその超临界状态の再现実験での検証と、ほぼ同时期（2021年）に私自身が构筑した电离层异常と电场との精密な线形応答理论という理论が结びつき、更に我々自身がその前に観测していた数々の大地震発生前の电离层の异常が偶然のノイズによるものではなく、本当の异常であることが私の中では确信に変わりました。大地震で被灾された方のためにも、また今后の大地震に备えるためにも、この电离层と地震を结びつける精密科学の构筑、そして、これらの科学的な知见に基づく防灾システムを早期に実现していきたいと考えております。」（梅野健）
【顿翱滨】
【书誌情报】
Mizuno Akira, Kao Minghui, Umeno Ken (2024). A capacitive coupling model between the ionosphere and a fault layer in the crust with supercritical water. International Journal of Plasma Environmental Science and Technology, 18, 1, e01003.
