京都大学研究生院信息学研究科的梅野健教授和田中宏树特定研究员等人组成的研究团队于9月30日发表研究成果称，成功捕捉到了对应于2011年日本东北地区太平洋近海地震发生前1-2小时出现的电离层异常的地壳变动。研究团队将用于检测大地震发生前的电离层异常的方法——“相关分析法”应用于此次地震发生之前的高频地壳变动数据，结果发现在地震前约2小时内产生了约1厘米位移的异常，这可能是与大地震有关的“预滑（pre-slip）”现象。该成果有望推动大地震预测技术的开发。相关研究成果已于10月7日在希腊举行的国际会议“EMSEV 2024”上发表。
（供图：京都大学，摄影：梅野健 石川县穴水町 2024年3月7日）
电离层存在于地球上空，受到地震和太阳耀斑等自然现象以及导弹等人为事件的影响。在日本东北地区太平洋近海的主震之前发现了电离层电子数异常增加现象，科学界开始关注通过电离层电子数观测巨大地震发生前的异常。
另一方面，此前并不清楚这种电离层异常是否源于地震，也没有证据证明大地震之前存在预滑现象。
为此，研究团队将2016年开发的多点观测用相关分析法应用于东北地区太平洋近海地震。通常情况下，高频地壳变动数据每5分钟记录一次，含有很多噪声，而该分析法通过抑制这种噪声，提高SN比（信噪比），成功地检测出了异常。距离震中越近，相关值越高，显示出异常与地震的高度相关性。
研究团队今后还将继续对其他巨大地震进行验证。并计划于10月在新潟举办的日本地震学会会议上介绍今年8月发生的日向滩地震的研究成果，并于12月在美国举办的美国地球物理联盟（AGU）会议上介绍2016年熊本地震和台湾南部地震的研究成果。研究团队表示，他们将优先公布研究结果，随后发表论文。
研究团队未来的目标是构建能提前1小时检测到异常的实时系统。
梅野教授评论道：“在此次研究中，我们发现了这种与混沌理论一致的短期相关性，即大地震之前1小时的异常不仅出现在电离层，也出现在地壳变动中。因此，我们认为，这个结果表明电离层异常不是与地震准备过程无关的偶发物理现象，而是遵循某种物理机制的相关物理现象。此次的研究成果的重要之处在于，它首次表明即便不依赖海底观测设备，仅通过对陆地地区高频地壳变动数据的连续观测，也有可能在地震即将发生之前1-2小时捕捉到南海海槽地震等板缘地震的前兆滑动（预滑）。尽管我们目前尚未掌握包括电离层异常在内的机制全貌，但此次研究首次发现了电离层异常与预滑之间的相关性。今后，我们将进一步推进研究，并构建一个提前1小时前的异常检测系统OHB（One Hour Before）。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：International Journal of Plasma Environmental Science and Technology
论文：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
