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磁気嵐についての物理的な考察

2011-10-09 23:39

毎度のお付き合いをありがとうございます。

今日は、少し専門的になりますが、磁気嵐を物理現象面から考えてみたいと思います

これまでの検証から、磁気嵐と地震発生には、相当な相関関係があるものと確信しておりますが、
一体、どの程度のことが実際に起きているのかについて、オーダー感を確認する意味で、少々の
計算を試みました。

まず、
科学的に確認されている物理現象として、磁気嵐の発生により、地磁気は最大で1%程度減少します。
(私も意外に感じましたが、地磁気は減少するのです)

実際には、地球半径の約5倍の円周状にリングカレント(※)が形成され、地磁気の発生源となっている
コア電流と逆向きの電流が流れることで、地磁気を打ち消す方向の磁束が現れることに依るものです。

(※)リングカレント
 太陽風により、宇宙空間を数百km/秒で飛来してきた荷電粒子(◆)が、地磁気により捕獲され、
 ある程度の塊となることで、電流源に等価的と見なすことが出来ます。
 (◆水素、ヘリウム、酸素原子がイオン化したもの、および電子、プラズマなど)

言葉では理解し難いと思いますので、簡単な模式図を描いてみました。
磁気嵐模式図.jpg


では実際に、その電流がどれ位になるか計算してみましょう。

-------<数式が嫌いな方は読み飛ばして下さい>---------

地磁気磁束密度(磁極):Bo[T]=66,000[nT]=6.6*10^-5[T]
超流動体コア半径(外径):Rc[m]=3,500*10^3[m]
超流動体コア仮想電流(最大円周):Ic[A]
真空における透磁率:μo=4π*10^-7

により、円電流を仮定した磁束は、以下の関係式を解いて
式1.jpg

Ic=1.16*10^9[A]⇒約12億アンペアと大変大きな値となりますが、この仮想電流は直流成分であり、
コア断面積の半分に均等分散して流れるとすれば、Sc=πRc^2/2=1.92*10^13[m^2]で割れば、
式2.jpg

となって、単位面積当たりでは微弱な電流となることが判ります。

一方、磁気嵐の発生時には、
地球半径の約5倍の円周状にリングカレント(※)が形成され、これによる地磁気変動が最大1%程度の
減少とすれば、コアの仮想電流と逆向きに流れる、リングカレント仮想電流は、同様にして、

地磁気磁束密度(磁極):Br[T]=660[nT]=6.6*10^-7[T]
リングカレント半径(外径):Rr[m]=32,000*10^3[m]
リングカレント仮想電流(最大円周):Ir[A]

から、円電流を仮定した磁束は、以下の関係式を解いて
式3.jpg

Ir=0.11*10^9[A]⇒約1億アンペアと、こちらも大変な値となりますが、電流がリングカレント断面積に
均等分散して流れるとすれば、数[μA/m^2]オーダーとなることが判ります。

更に、この2つの電流により発生する力の大きさについて計算を進めます。

並行して流れる電流には、必ずローレンツ力:F[N/m]が働き、電流の向きが同方向なら引力として、
逆方向なら斥力として現れます。

電流間の距離:d[m]、2つの電流をIa,Ib[A]とすれば、
式4.jpg

となり、仮にプレート1枚を10km四方単位と考えることとすれば、2つの電流は逆向きに流れるので、
895[N/m]*(10*10^3)^2 = 8.95*10^10[J]が斥力として働きます。
これは、地球内部(コア)を直接的に押す力が働くことを意味します。

ここで、「磁気嵐と地震発生の物理的な機構についての考察」で触れたように、
M4の地震をエネルギー換算すると、6.3*10^10[J]でしたので、8.95*10^10[J]では、

Log10(8.95/6.3)/1.5+M4.0 = M4.10と同じエネルギーとなります。
なお、10km四方はM6クラスの震源域の大きさですが、M6に対しては約1/700のエネルギーとなります。
------------------------------------------------------
さて、このように
磁気嵐を地球規模や宇宙規模で見てみると、実に巨大な力が地球にのし掛かっている事が判りました。
ただし、潮汐力では地殻を直接的に塑性変形させるのとは違って、地球内部(コア)に作用するため、地震
として現れるまでに、15h~250hの遅延時間があるものと解釈しております。

ちなみに、
一番身近な巨大電流源である「雷」でさえ、最大規模でも10万アンペア程度ですので、ここで議論している
電流が、いかに巨大なものかご理解いただけたかと思います。(1,000~10,000倍オーダー)

今日は、私の頭の整理という意味合いもあって、このような記事をメモとして残しました。

では、また。
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[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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