京都大學研究生院資訊學研究科的梅野健教授和田中宏樹特定研究員等人組成的研究團隊於9月30日發表研究成果稱，成功捕捉到了對應於2011年日本東北地區太平洋近海地面震動發生前1-2小時出現的電離層異常的地殼變動。研究團隊將用於檢測大地面震動發生前的電離層異常的方法——「相關分析法」應用於此次地面震動發生之前的高頻地殼變動資料，結果發現在地面震動前約2小時内產生了約1釐米位移的異常，這可能是與大地面震動有關的「預滑（pre-slip）」現象。該成果有望推動大地震預測技術的開發。相關研究成果已於10月7日在希臘舉行的國際會議「EMSEV 2024」上發表。
（供圖：京都大學，攝影：梅野健 石川縣穴水町 2024年3月7日）
電離層存在於地球上空，受到地面震動和太陽耀斑等自然現象以及導彈等人爲事件的影響。在日本東北地區太平洋近海的主震之前發現了電離層電子數異常增加現象，科學界開始關注透過電離層電子數觀測巨大地面震動發生前的異常。
另一方面，此前並不清楚這種電離層異常是否源於地面震動，也沒有證據證明大地面震動之前存在預滑現象。
爲此，研究團隊將2016年開發的多點觀測用相關分析法應用於東北地區太平洋近海地面震動。通常情況下，高頻地殼變動資料每5分鐘記錄一次，含有很多噪音，而該分析法透過抑制這種噪音，提高SN比（信號雜音比），成功地檢測出了異常。距離震央越近，相關值越高，顯示出異常與地面震動的高度相關。
研究團隊今後還將繼續操作對其他巨大地面震動進行驗證。並計劃於10月在新潟舉辦的日本地震學會會議上介紹今年8月發生的日向灘地面震動的研究成果，並於12月在美國舉辦的美國地球物理可用能聯盟（AGU）會議上介紹2016年熊本地面震動和臺灣南部地面震動的研究成果。研究團隊表示，他們將優先公佈研究結果，隨後發表論文。
研究團隊未來的目標是構建能提前1小時檢測到異常的即時系統。
梅野教授評論道：「在此次研究中，我們發現了這種與混沌理論一致的短期相關，即大地面震動之前1小時的異常不僅出現在電離層，也出現在地殼變動中。因此，我們認爲，這個結果表明電離層異常不是與地面震動準備程序無關的偶發物理可用能現象，而是遵循某種物理可用能機制的相關物理可用能現象。此次的研究成果的重要之處在於，它首次表明即便不依賴海床觀測設備，僅透過對陸地地區高頻地殼變動資料的連續觀測，也有可能在地面震動即將發生之前1-2小時捕捉到南海海槽地面震動等板緣地面震動的前兆滑動（預滑）。儘管我們目前尚未掌握包括電離層異常在内的機制全貌，但此次研究首次發現了電離層異常與預滑之間的相關。今後，我們將進一步推進研究，並構建一個提前1小時前的異常檢測系統OHB（One Hour Before）。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：International Journal of Plasma Environmental Science and Technology
論文：A capacitive coupling model between the ionosphere and a fault layer in the crust with supercritical water
DOI： doi.org/10.34343/ijpest.2024.18.e01003
