在地震多发的日本，未来发生大地震是不可避免的。但在未来，可能更容易应对地震的发生。东京大学正在开发捕捉地震发生时以光速传播的重力变化技术。如果该技术得以实现，像2011年的东日本大地震那种远离陆地的地震将有可能提前10秒以上发布紧急地震预警。这将有助于确保人们的安全，更易于保护社会基础设施。研究人员计划在2050年前后将该技术投入实际使用。

东京大学正在开发的测量重力梯度的装置。2024年将利用该装置实施地震观测验证实验

205X年，南海海沟发生大地震。在地震发生的瞬间，距离震源100多公里的地面上设置的重力观测装置立即开始捕捉信号，日本气象厅发布紧急地震预警。新干线紧急刹车，核电站停止运行。当人们完成了紧急安全防范措施后，第一次晃动终于到来。

目前的紧急地震预警是利用地震仪来捕捉名为P波的地震波引起的地面晃动，预测最大烈度等并发布通知的。P波的传播速度比引起强烈晃动的S波快，因此能够在造成重大损失之前就提醒人们注意。在东日本大地震中，P波在地震发生后约22秒被捕捉到，日本气象厅在约9秒后发布了预警。

紧急地震预警自2007年开始面向公众提供以来得到了广泛应用。然而，在震源附近的地方，可能无法及时发布预警。因为P波的速度虽然快达约7公里/秒，但只有S波的2倍左右。在东日本大地震中烈度达到6强的宫城县石卷市，发布预警后 S波到达仅用了2秒钟。

作为捕捉地震的新信息源备受期待的是重力。发生地震时，震源附近的岩石密度会发生变化，重力也随之发生微弱的变化。这种变化是以光速（约为30万公里/秒）传播的，因此如果能检测到，发布预警的时间就可以大幅提前。

东京大学的安东正树副教授和龟伸树副教授等人组成的研究团队正在开发利用“重力梯度”（随着重力变化而形成）观测装置实现地震早期预警的系统。具体来说，将两根由金属等制成的棒杆交叉悬挂在装置内，利用激光读取发生重力变化时棒杆的微弱旋转变化。为提高精度，采取措施消除了来自地面的振动，并设置在极低温度下以防止由热引起的振动。

这款名为“TOBA”的装置于2009年完成了初期模型。最初是为了观测来自太空的重力波而开发的，2017年后又开始将其应用于观测地震引起的重力变化，并为这两个用途不断提升灵敏度。

这款装置要实现的超高灵敏度性能目标是，实现相距1000公里的两个砝码因为重力变化而相互接近1纳米（纳米为10亿分之1米）时也能够检测出来。如果这个灵敏度能实现，那么100公里外发生的里氏（M）6级以上的地震将可以比现在提前10秒以上发布预警。在日本全国部署该装置构建观测网的话，还能大致确定震源的位置。

安东副教授表示：“技术上完全可以在2050年前后实现早期预警系统”。如果能够从实际地震中获得重力变化的数据，将加速系统的开发。预定在2024年启动装置的验证实验。

建立多方位观测方法至关重要

近年来，地震引起的重力变化的相关研究取得了显著进展。2017年，法国的一个研究团队宣布，在东日本大地震的地震仪数据中捕捉到了重力变化的信号。2022年5月又发布了通过该信号快速、准确地推测地震规模的方法。在过去，很容易低估M8以上的大地震的规模，也很难准确地预测海啸的高度等。

然而，地震仪并不是为捕捉重力变化而设计的，所以即使重力发生变化，也无法在1分钟之内检测出来。东京大学的龟伸树副教授表示：“地震仪捕获的重力信号可以用于防灾，但不能提前紧急地震预警的时间。”

另一方面，安东副教授等人开发的重力梯度观测装置也不是万能的。根据装置的特性，目前采用的是观测重力变化中周期约为10秒变化的方法。由于周期比较长，分辨信号和噪声需要几秒钟的时间。从地震发生到发布预警大约需要10秒钟，如果震源位于内陆较浅的位置，也很难及时发布预警。

还有采用在近海海底设置地震仪，以便及时探测摇晃和海啸的“海底观测网”等尝试。除了建立多方位观测方法的同时，平时就提供防灾信息以便人们能及时快速应对也很重要。

日文：尾崎达也、《日经产业新闻》，2022/6/10
中文：JST客观日本编辑部