2023年6月20日火曜日

地震と宇宙線に相関関係

 
Phys.org』に掲載された記事です。ポーランド科学アカデミー核物理学研究所の研究によると、宇宙線の強度の変化と地震発生の間に明瞭な相関関係があるとのことです: 
 
 以下は記事からの抜粋です:
  • 世界の地震活動と地球表面で記録された宇宙線(宇宙放射線)の強さの変化には、明確な統計的相関があり、地震の予知に役立つ可能性がある。この相関には、物理的な解釈の難しい周期性がある。

  • クラクフ(地図)にあるポーランド科学アカデミー核物理学研究所によって 2016 年に開始された CREDO プロジェクトは、宇宙線の変化を観測することで地震を予測できる可能性があるという以前から知られていた仮説の検証を試みている。

  • 統計解析の結果、この2つの現象の間には確かに相関関係があるが、誰も予想していなかった特徴があることがわかった。

  • 国際的な CREDO(Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory)プロジェクトは、誰でも参加できる仮想の宇宙線観測所のネットワークであり、高度な科学的検出器だけでなく、スマートフォンの CMOS センサーを代表とする多数の小型検出器からデータを収集・処理している(スマートフォンを宇宙線検出器に変えるには、無料の CREDO Detector アプリをインストールするだけである)。

  • CREDO の主な任務の 1 つは、地球の表面に到達する二次宇宙線の地球規模の変化を監視することである。 二次宇宙線は、地球の成層圏で最も強く生成される。そこでは、一次宇宙線の粒子が大気中の気体分子と衝突し、二次粒子のカスケードが開始される[空気シャワー]

  • 「主に太陽や深宇宙から私たちに届く宇宙線と地震との間に関連性があるという考えは奇妙に思えるかもしれない。しかし、そこには完全に合理的な物理的基礎がある」と、 CREDO コーディネーターで、この発見についての論文の筆頭著者である Piotr Homola 博士は言う。

  • 今回の発見の中心となる考えは、地球の液体コアの渦電流が地球磁場の生成に関与しているという点にある。この磁場は、宇宙からの一次放射線の荷電粒子の進路を偏向させる。したがって、もし大地震が地球のダイナモを駆動する物質の流れの乱れと関連しているとすれば、その乱れは磁場を変化させ、一次宇宙線の粒子の軌道に影響を与えることになると考えられる。その結果、地上の検出器では、検出される二次宇宙線粒子の数に何らかの変化が見られるはずである。

  • 分析はいくつかの統計手法を用いて行われた。 いずれの場合でも、調査対象の期間中、二次宇宙線の強度の変化とマグニチュード 4 以上のすべての地震のマグニチュードの総和との間に明確な相関関係が認められた。重要なのは、この相関関係が明瞭なのは、宇宙線のデータを地震データに対して 15 日前にシフトしたときのみであるという点である。 これは、良いニュースである。なぜなら、今後の地震をかなり前に検知できる可能性を示唆しているからである。

  • 残念ながら、分析からは大災害の場所をピンポイントで特定できるかどうかは明らかではない。 宇宙線強度の変化と地震との相関関係は、場所を特定した解析では明瞭ではない。 相関関係は、地震活動が地球規模で考慮された場合にのみ現れる。 この事実は、地球が全体として受ける現象が、宇宙線の強度の変化に現れていることを意味しているのかもしれない。

  • 「科学の世界では、裏付けとなるデータの統計的信頼水準が 5 シグマ(標準偏差)に達したときに発見があったとされている。今回見いだされた相関関係は、6 シグマ以上の信頼度である。これは、相関関係が偶然によるものである可能性が 10 億分の 1 未満であることを意味する。 」

  •  大きな驚きは、相関の大規模な周期性である。これは誰も予想していなかった現象だ。 分析によると、相関の最大値は 10 ~ 11 年ごとに発生し、これは太陽活動の周期と同様の周期である。 しかし、それは地球の最大活動とはまったく一致しない。

  • さらに、宇宙線データと地震データには、他にも未知の性質の共通した周期性が存在する。 例としては、地球の恒星日(24 時間から約 236 秒を引いたものに等しい)に相当する周期で、地震活動や二次宇宙線の強さが周期的に変化していることがある。

  • 観測された周期性を従来の考え方では説明することができないので、他の、あまり一般的ではない現象が関与している可能性を検討する必要がある。その一つは、太陽や太陽系内の他の大質量天体によって変調された暗黒物質の流れの中を地球が通過している可能性である。

  • 大きな磁場を持つ地球は、人間が作った検出器よりも何倍も大きい、非常に高感度の粒子検出器である。 したがって、既存の測定装置では捉えられない現象に反応している可能性を受け入れるのが合理的である。