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磁気嵐と地震発生の物理的な機構についての考察

2011-09-25 14:49

毎度のお付き合いをありがとうございます。

今日、9/23は、
磁気嵐の経過時間がBグループに属し、最大地震規模がM8超となる可能性のある日です。
私としては、今日が出来るだけ早く過ぎ去って欲しいと思います。

さて、今日は読者の方から、表記についての疑問が寄せられたため、私なりの解釈をお伝え
したいと思います。

磁気嵐の乱れと地震発生に明らかな相関がある事は、既にデータからは見て取れましたが、
果たして、物理的な観点から、どのような機構で地震発生に至るのかについて、思考実験
してみたいと思います。

まず、全世界で発生している地震のエネルギーの総量について考えます。
USGS(アメリカ地質調査所)の統計から、年間に発生する地震規模と平均的な回数の関係は、
大体、以下のようになります。(カッコ内はM毎のエネルギー[J(ジュール)])

M9(2.0*10^18[J]) 0.1回/年:(2.0*10^18)*0.1 = 2.0 *10^17
M8(6.3*10^16[J]) 1回/年 : (6.3*10^16)*1 = 6.3 *10^17
M7(2.0*10^15[J]) 20回/年 : (2.0*10^15)*20 = 0.40 *10^17
M6(6.3*10^13[J]) 200回/年 : (6.3*10^13)*200 = 0.13 *10^17
M5(2.0*10^12[J]) 1,500回/年 : (2.0*10^12)*1,500 = 0.03 *10^17
M4(6.3*10^10[J]) 15,000回/年 : (6.3*10^10)*15,000 = 0.01 *10^17
M3(2.0*10^9[J]) 150,000回/年 : (2.0*10^9)*150,000 = 0.003*10^17
M2(6.3*10^7[J]) 1,500,000回/年 : (6.3*10^7)*1,500,000= 0.001*10^17

全て足すと、全世界で発生している地震のエネルギー総量は、約8.9*10^17[J]/年です。
更に、これが1回の地震に集中して起きたとしてM換算すると、M8.77となりました

これは、私としても意外な結果でした。
なんと、先の東日本大震災M9.0は、全世界で一年間に発生する地震エネルギーを越えるのです

次に、太陽から地球が受けるエネルギーの総量について考えます。
太陽光として地球に届くエネルギーは、大気圏外でWsun=1.37[kW/m2]=1.37*10^3[(J/sec)/m2]ですので、
これに地球の断面積を掛ければ、エネルギーの総量が出ます。(この1.37[kW/m2]は太陽定数と呼びます)
地球の断面積:S=πr^2=π*(6270*10^3[m])^2=1.24*10^14[m2]
したがって、地球が受けるエネルギーの総量:Wsun * S=1.37*10^3*1.24*10^14=1.70*10^17[J/sec]
一年を秒に換算すると、356[days]*24[h]*3600[sec]=3.2*10^7[sec]ですので、
一年間に太陽から受けるエネルギーの総量は、1.70*10^17*3.2*10^7=5.44*10^24[J]/年です。

地震エネルギー総量の約8.9*10^17[J]/年に対して、なんと610万倍という、とてつもない比率。
太陽の持つエネルギーの大きさに、改めて驚きました

では、この太陽から受けるエネルギーは、どこへ行ってしまうのでしょうか

調べてみると、どうやら、ほぼ100%が宇宙に放射して逃げてしまっているようです。
(雲等による反射で28%、赤外線輻射熱として72%)
つまり、入っただけ出ていくだけ。この収支がずれると、地球の温度が一定に保てませんので。

ここで、ほぼ100%と言ったのには、理由があります。
実は、この他に電磁波(磁気嵐)として、日射エネルギーの1/100万が地球を貫通しています。

たったの1/100万ですが、
基数が地震エネルギー総量の610万倍なので、年間地震エネルギーの約6倍のエネルギー
が地球を貫通している事になります。

読者もご存じのように、
地球はN極とS極を持つ巨大な磁石ですが、磁石の近くに電流が流れると電磁力(ローレンツ力)
が働きます
が、地球を電磁波が通過すると、この磁界の周りに渦状の電流が局部的に流れるため、
電気コンロにように局所的な熱負荷が発生し、地殻に歪みが生じるものと考えられます。

そう、やっと答えに辿り着きました。
太陽からの電磁波(磁気嵐)は、全世界の地震エネルギー総量1年分の約6倍もの電磁力と熱負荷を
作用させているのです。


どうでしょうか?
読者の皆様には、私の拙い説明で、何となく磁気嵐と地震の関係が物理的に見ても有りそうだ
という事が伝わりましたか?

更に、磁気嵐で発生する電流が流れる場所について、電磁気学により表皮効果を計算すると、
大体の深さが出てきます。
少し専門的になりますが、式で表すと、表皮深さδ[m]=√(2/{ (2πf)*μ*σ }で表されます。
ここに、f:周波数[Hz],μ:誘電率=4π*10^(-7),σ:電気伝導率[S/m]
計算に必要な定数は、既に実測値があり、磁気嵐の周波数成分は0.02~0.006Hz、玄武岩を中心とする
地殻の電気伝導率は実測で0.005~0.02[S/m]であります。
この値を式に入れて計算すると、表皮深さδ=25~92[km]となって、ちょうど震源域の深さ程度になること
が分りました。

----------<以下は、おまけですので、時間のある方は、ご覧下さい>-------------
この他にも、地球の内部の熱源として定説となっているものをご紹介しますと、
・放射性物質の崩壊熱によるもの
 63[mW/m2]ですので、地表面積4πr2=4π*(6270*10^3[m])^2=4.94*10^14[m2]と、1年=3.2*10^7[sec]
 を掛けると、約10^21[J]/年
・潮汐力の塑性変形によるもの
 5.9[mW/m2]ですので、地表面積4πr2=4π*(6270*10^3[m])^2=4.94*10^14[m2]と、1年=3.2*10^7[sec]
 を掛けると、約10^20[J]/年
 
何れも、地震エネルギー総量の約8.9*10^17[J]/年に対して、100~1000倍のエネルギー量です。

特に、潮汐力は時々刻々変化し、地殻に塑性変形という形で作用しますので、私のロジックの基本と
なっておりますが、ここでも地震との相関は間違いではないと考えられます。
ただ、エネルギーのオーダーが私の感覚より意外に大きいことが分りました。
なお、放射性物質の崩壊熱によるエネルギーは、あまりダイナミックな変化は無く、ゆっくりと地殻に
歪みを蓄積させる要素として重要なものと考えます。

蛇足ですが、台風1つの持つ運動エネルギーについて調べたところ、およそ1~2*10^17[J]となって、
地震のエネルギーに換算すると、M8.1~M8.3に相当する事が分かりました。
これも、エネルギーのオーダーが私の感覚より意外に大きいことが分りました。
ただ、台風の場合は、地震エネルギー放出時間が数十秒~数分なのに対し、数日から20日程度なので、
エネルギー密度の観点からすると、1/30万~1/170万となり、M4.0~M4.7程度とも考えられます。
--------------------------------------------------------------------------

では、また。
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お知らせ Information

[The message to my blog viewer/読者の皆さまへ]
[Information on forecast of earthquake occurrence time at JST]
Welcome! to an "Engineer BOPPO" blog. In this blog, prediction about the earthquake drawn from my original theory is performed. If you are interested, there is possibility of time prediction of the earthquake which happens in your country. Although fundamentally predicted about the earthquake which happens in Japan, if the time difference of JST(Japan Standard Time) and your country is taken into consideration, time prediction of the earthquake which happens in your country may be able to be performed,Please try.
In this theory, the earth is computing based on time for the angle of the vectorial sum of the tide power from the moon and the sun to be in agreement with the slide angle of an earthquake fault. Moreover, the magnitude of an earthquake integrates with the difference of a "Gutenberg-Richter rule" and the earthquake which occurred, and is computing it by the optimal calculation by a back test. However, about prediction of an earthquake scale, it is inapplicable to the earthquake scale which application only to the earthquake which happens in Japan is possible, and happens in your country. In addition, earthquake occurrence probability is statistically drawn from correlation with the Moon phase, and the left mark of the date means In the high order of probability,
"★"(singularity day)
"☆"(cautions day)
"◇"(average day)
"△"(minimum).
About 70% over of bigger earthquakes than M4.0 can guess the error of prediction time correctly in ±60 minutes.
Thank you!
震度の予測115.jpg
[The earthquake data base at 2011.6.15 to 2011.9.15 of 92days in USGS(United States Geological Survey)]

Prediction time table 7months.
(for a busy person)
予測表7ヶ月分(忙しい人のために)
[Prediction1/予測表1(12/06-01/17]
[Prediction2/予測表2(01/18-03/01]
[Prediction3/予測表3(03/02-04/13]
[Prediction4/予測表4(04/14-05/26]
[Prediction5/予測表5(05/27-07/08]


Fundamental explanation about my earthquake prediction theory.
/地震予測理論の基本的な解説
[Fig.1/Physical consideration about a magnetic storm/磁気嵐についての物理的な考察]
[Fig.2/Delay time correlation from magnetic storm generating to a big earthquake/
磁気嵐発生から大地震までの遅延時間相関
]
[Fig.3/Verification of the magnetic storm logic in 3.11 big earthquakes/3.11における磁気嵐ロジックの検証]
[Fig.4/The occurrence probability as bigger earthquake than M5.0 by correlation with a moon phase. (1.0 is an average) /月齢とM5以上の地震発生確率の相関について (1.0を平均とする) ]
[Fig.5/The Simple expression of the JMA seismic intensity by magnitude and the epicenter depth /マグニチュードと震源深さによる震度の簡易算出式について]
[Fig.6/Verification of the Gutenberg Richter rule, and consideration of the foreshock as The phenomenon of a sign/GR則と前兆地震の考察について]
[Fig.7/Analysis about the probability that M7 will occur in the Tokyo region /首都圏でM7が発生する確率についての個人的検証]
[Fig.8/Analysis about the probability that M7 will occur in the Chiba&Ibaraki pref region /千葉・茨城震源域でM7が発生する確率についての個人的検証]
[Fig.9/About The near prediction by Gutenberg-Richter rule in the offing of Iwate-pref and Chiba-pref/三陸沖と銚子沖のGR則による今後の見通しについて]
[Fig.10/The 311 East Japan earthquake disaster predicted that it is possible by Gutenberg-Richter rule? /311東日本震災はGR則で予見出来たのか?]
[Fig.11/The 311 East Japan earthquake disaster predicted that it is possible by Gutenberg-Richter rule? part2/311東日本震災はGR則で予見出来たのか?(その2)]
[Fig.12/Do "The planets Syzygy" and "The super moon" cause a seismic trigger?/惑星直列やスーパームーンは地震トリガーと成り得るのか?]
[Fig.13/"30%" of overall population of Japan will be lost in 25years./日本の総人口の30%は25年で失われるだろう。]
[Fig.14/About The near prediction by Gutenberg-Richter rule in the offing of tounankai-Philippine Plate/東南海沖地震のGR則による今後の見通しについて]
[Fig.15/Consideration of the epicentral area by change of a sea level average altitude./海水面平均高度の変化による震源域の考察]
[Fig.16/Consideration of the delay characteristic from the deep-earthquake of the offing to a late-coming earthquake./沖合の深発地震から後発地震までの遅延特性の考察]
[Fig.17/About The near prediction by Gutenberg-Richter rule in the offing of Miyagi-Outer-rise Pacific Plate/宮城沖アウターライズ地震のGR則による今後の見通しについて]
[Fig.18/About The near prediction by Gutenberg-Richter rule in the offing of Tokachi(Kushiro)/十勝M6.5余震からGR則でM8.5の発生時期を試算]
[Fig.19/The relation of the tsunami height by magnitude and hypocentral distance /マグニチュードと震源距離から到達津波高を試算]
[Fig.20/The line which appears in HAARP spectrum obtained the corroboration which is "standing wave"/HAARPスペクトルに現れる周波数一定の線について]
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