(57)【要約】【課題】  傾斜計による地震の予知をすること。【解決手段】  設置された地点の傾斜をナノラジアンの精度で測定可能な傾斜計を、地震が発生する可能性のある地域あるいはその近傍に設置し、上記地点の傾斜を経時的に連続して記録し、記録された経時的傾斜グラフにおいてグラフのベースラインから上方または下方へ変化した日時を特定し、その日時をもって地震が近い将来上記地域に発生することを予測する、地震予知方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置された地点の傾斜をナノラジアンの精度で測定可能な傾斜計を、地震が発生する可能性のある地域あるいはその近傍に設置し、
上記地点の傾斜を経時的に連続して記録し、記録された経時的傾斜グラフにおいてグラフのベースラインから上方または下方へ変化した日時を特定し、
その日時をもって地震が近い将来上記地域に発生することを予測する、
ことを特徴とする、地震予知方法。
【請求項２】
地震が発生する可能性のある地域が活断層のある地域あるいはプレート境界のある地域である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記傾斜計を上記地域あるいはその近傍に複数個設置する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
記録された経時的傾斜グラフがノイズを除去され標準化されたものである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
グラフのベースラインから上方または下方への変化が、ベースラインから２〜１０ナノラジアン／分の勾配を持つ請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上記勾配の変化が少なくとも３〜１５分間継続する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
記録された経時的傾斜グラフを、記録地点から、遠方にある観測地点に電送して、観測地点で上記日時を特定する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
特定された日時から数時間乃至数１０日の間に地震が発生することを予測する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
設置された地点の傾斜をナノラジアンの精度で測定可能な傾斜計の地震前兆を知るための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地震予知法に関する。さらに詳しくは、高精度の傾斜計による地震予知法に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的動きの遅い地盤の変動をモニタリングする手法として傾斜計（Ｔｉｌｔ  ｍｅｔｅｒ）の利用がある。
傾斜計の歴史は古く、微小な地表変位である地球潮汐や地殻変動を計る目的で、様々のものが考案されてきた。代表的なものとして（１）水平振子型傾斜計、（２）水管傾斜計が挙げられる。
【０００３】
しかしながら、これらの傾斜計によって、短期間で極微小な地表変位を検出するには、長さ百ｍ程度の水管をトンネル坑内に取り付けたり、安定的な長期計測のために精度を落とす等、その取り扱いは大変であった。しかし、ここ数十年の間に、ボアホール型傾斜計が開発され、国内では力平衡型、アメリカでは軍用センサーとして開発されて来た傾斜計技術の民生化に伴い、民間での使用が可能になり、気泡型が実用化されている。これらの傾斜計を用いたモニタリング技術は急速に進歩してきた。その代表的機種として新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下ＮＥＤＯ）の貯留層変動探査法開発プロジェクトで利用された米国ピナクル（Ｐｉｎｎａｃｌｅ）社のＴｉｌｔ  ｍｅｔｅｒが挙げられる。この傾斜計は地表近傍に設置出来、ナノラジアンのオーダーの測定精度で安価に傾斜変動をモニタリング出来る特徴を備えている。
【０００４】
ＮＥＤＯプロジェクトでは、この高精度傾斜計を利用し、地表面の傾斜計測から地下の地熱貯留層の動的挙動を把握するための最適な測定仕様の確立のためのフィールド実験と地下深部の歪分布解析手法の開発を行って来た。その結果、地下数１０００ｍにおける地層内の応力分布の経時変化（流体の流れの状況）、貯留層（断裂集中部分）の動的特性評価、地層の物性の評価を可能にした。
しかしながら、従来、傾斜計を地震の予知に使用できることは全く知られていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それ故、本発明の目的は、高精度の傾斜計により地震発生の予知を行う方法を提供することにある。
【０００６】
本発明のさらに他の目的は、高精度の傾斜計の地震予知への使用を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、
設置された地点の傾斜をナノラジアンの精度で測定可能な傾斜計を、
地震が発生する可能性のある地域あるいはその近傍に設置し、
上記地点の傾斜を経時的に連続して記録し、記録された経時的傾斜グラフにおいてグラフのベースラインから上方または下方へ変化した日時を特定し、
その日時からもって地震が近い将来上記地域に発生することを予測する、
ことを特徴とする、地震予知方法によって達成される。
【０００９】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第２に、
設置された地点の傾斜をナノラジアンの精度で測定可能な傾斜計の地震前兆を知るための使用によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、地震の予知を簡単に行うことができる。
【発明の好ましい実施形態】
【００１１】
以下、本発明について詳述する。
本発明によれば、地震予知のために傾斜計が用いられる。この傾斜計は設置された地点の傾斜をナノラジアンの精度で測定できる能力を有する必要がある。予知のための僅かな傾斜を確実に把えるためである。
このような傾斜計は米国ピナクル社および（株）ミツトヨから市販されている。米国ピクナル社の傾斜計は、図１の説明図に概略断面が示されているように、コンパス、水準器（２個）などを、外径６．４ｃｍ、高さ１０７ｃｍのアルミケースの内部に収納している。
（株）ミツトヨの傾斜計は力平衡式ボアホール型傾斜計と云われ、岩盤の傾斜の測定などに用いられている。
【００１２】
本発明方法では、先ず、この傾斜計を地震が発生する可能性のある地域あるいはその近傍に設置する。地震が発生する可能性のある地域としては、例えば活断層のある地域あるいはプレート境界のある地域が挙げられる。
設置は、地下数１０００ｍの変化を正確に捕えるため、地表浅所のボーリング孔内に設置する。好ましくは、直径は、最も多用されているボーリング口経内に納めるため６．５ｃｍを越えていないこと、深さは、気温の変化を避けて、１２ｍとするのが一般的である。例えば直径１５０ｍｍ程度、深さ１２ｍ程度の穴をあけ、その中に適度の直径のパイプ、例えば直径７５ｍｍの塩ビパイプをセメントで固定し、その中に傾斜計を設置する。傾斜計は垂直に設置するのが望ましいが、垂直から±１０°内で幾分傾いて設置されてもよい。傾斜計はパイプ内に例えば珪砂等の充填材を充填して固定される。地中への設置深さが、例えば２ｍ、６ｍの如くあまりに浅いと、地表上の種々の荷重変動によるノイズを把えるので好ましくない。すなわち、傾斜計の測定精度が１ナノラジアンでは、感度が良すぎて、ことある毎に地表のノイズを捕え、そのたびにリゼロイングが働き、測定が中断されるので、設置深度に合わせて精度を切り替えるのが好ましい。例えば設置深さが２ｍより浅いときには、１マイクロラジアン（１０−６ラジアン）に切り替えるのが好ましい。
【００１３】
本発明では、上記の如く設置した傾斜計で、設置地点の傾斜が連続的に記録される。そのため、傾斜計は、密封型小型バッテリーと太陽電池パネルを電源として備えていることが好ましい。また、傾斜計は、記録された経時的傾斜グラフを、場合により、記録地点から遠方にある観測地点に電送して、観測地点で解析するための装備を有することができる。これにより、リアルタイムで記録されたデータを解析することができる。
上記傾斜計は、最小角度１ナノラジアン（１０−９ラジアン）の精度で、地盤の傾動を１秒ごと〜４分ごとに記録できる性能を備えたものが好ましく、それによって、データのサンプリング間隔が１秒間であれば２４時間分、１分間であれば６０日分、４分であれば２４０日分を内部に記録保存することができる。
【００１４】
傾斜計は、地震が発生する可能性のある地域あるいは近傍に１個ないし複数個配置することができる。複数個配置することにより、地下のどの位置に地震発生につながる歪が発生しているかあるいは場合によりその歪みの大きさを後述する逆解析で求めることが可能となるので、好ましい。複数個の配置により、地震発生の場所と日時の予知の信頼性を向上させることができる。また、複数個の傾斜計を配置する場合、例えば活断層の場合には、活断層の方向に直交する方向上に複数個配置するようにするのが場所の特定をするのに望ましい。
【００１５】
連続して記録された経時的傾斜グラフは、縦軸が傾斜面（ナノラジアンあるいはマイクロラジアン）を示し横軸が時間軸を示す座標内に描かれる。経時的傾斜グラフは、傾斜計に内蔵された直交する２個の水準器（バブルセンサー）に対応して、２本の曲線を有している。２個の水準器の方向は、内蔵された電子磁石により、例えば北から東方向に６０度（この場合、もう一方は北から１５０度となる）の如く、特定される。直交する２方向のデータは、傾斜計の設置された地点の全方向の傾斜を把えるのに有利であり、通常いずれか一方のグラフに地震発生の予兆が他方のグラフよりも顕著に現われることが多い。バブルセンサーは、図２に示すように、傾斜を把えるためのバブルが電解質溶液内に存在する構造を有し、バブルの動きによる電位場の変化を計測して、それを傾きに変換するシステムを有している。
【００１６】
記録された経時的傾斜グラフは、通常、潮汐による傾斜およびノイズを有しているので、地震発生の予知の確度を上げるため、通常、ノイズ（通常、約〜６ナノラジアンの変化）を除去して標準化されたグラフとするのが望ましい。また、潮汐による傾斜は通常、グラフに規則的周期で現われるため、潮汐による傾斜の認定は容易である。
地震による傾斜あるいはその予知を可能とする傾斜は地盤変動による歪が地盤内に圧力変化を生じ、その圧力変化により発現するものと信じられている。そのことは、例えば特に大きな地震が発生したときなどに、井戸の水位が異常に上昇あるいは下降する現象が見られることからも理解される。
【００１７】
経時的傾斜グラフにおいて、グラフのベースラインから上方または下方へ変化した日時が特定される。この変化は、ベースラインの接線から２〜１０ナノラジアン／分の勾配を持つ変化として把えることができる。この変化は、潮汐による変化がグラフにおいて山と谷の差として約１００ナノラジアンに及ぶことを考慮すると、比較的大きな変化と云える。また、この勾配を持つ変化は、将来発生する地震の規模、例えばマグニチュードや震源の深さあるいは傾斜計の設置場所等により異なると信じられるが、幾つかの蓄積されたデータから判断すると、予知に使用するための信頼性を上げるためには、少なくとも２〜１５分間継続した変化とするのが望ましい。
ベースラインは、経時的傾斜グラフをマクロラジアンと時（ｈｏｕｒ）の関係で記録したとき（図４参照）、潮汐による大きなうねりを形成するラインとして容易に決定される。
【００１８】
後述する具体例からより良く理解されるように、このような勾配を持つ変化は、地震発生（本震）の数分〜数日前に現われる可能性があり、そのような場合には、地震発生を予知して予め警報を発しあるいは避難を勧めることができるので、特に地震による人的被害を最小限に抑えることができる利点は計り知れない。
【００１９】
本発明の地震予知方法により、地震前兆現象から地震発生警報を発生するシステムの具体例について添付図面の図３を用いて以下に説明する。
１）要監視対象活断層又は地震帯として巨大地震発生の可能性が大きいプレート境界や活断層を事例とする。
２）プレート境界に沿う陸域にある間隔、例えば２０〜１００ｋｍの間隔で複数の監視局（イ）、（ロ）、（ハ）を配置する。１つの監視局には、例えば５台の傾斜計と、好ましくはさらに１本の地下水位観測孔から成る監視システムとデータ転送システムを配置する。監視局の少なくとも１つには地震計などから成る地震監視システムを配置する。
３）監視局と親局はデータ転送システムで結ばれる。親局は、例えば監視局がスマトラの場合には、例えば約５０００ｋｍ離れた日本とすることができる。これは同一現象を約１０分遅れで把え、監視局で把えた現象が地震特有な現象である事を確認することができるためである。
４）監視局は自分の局が把えた現象が他の要監視活断層の監視局でも把えられているかどうか、好ましくはそれがさらに水位変化に対応しているかどうかを確認したのち、その現象が自己の要監視活断層に特有の現象である事を親局に伝える。
５）監視局と親局で比較検討された有意の現象を用いて警報を発する。
【実施例】
【００２０】
例１
宮城県玉造郡鳴子町寒湯地区（鬼首カルデラ内）では古くより陥没が発生していたことが知られていた。陥没は鬼首カルデラ内で、１９９６年８月１１日に発生したＭ５．９の地震と８月１３日に発生したＭ４．９の地震によって８月１３日に再発し、以降３地点で同一場所が同一規模で陥没することをくり返し、１０回に達している。
【００２１】
この陥没の原因をさぐり、陥没発生を予測するため、２００３年５月にピナクル社製の傾斜計２台を設置し観測を続けてきた。この間、２台の傾斜計は北海道沖から新潟県中越地域で発生したＭ（マグニチュード）＞５の地震についてはその全てを記録してきた。
【００２２】
さて、２００４年１２月２６日にスマトラ島沖に発生した、Ｍ９．０の長周期地震について２台の傾斜計の内軟弱地盤に設置された１台が２分間隔で記録した経時的傾斜グラフを図４および図５に示した。この記録から以下の事が明らかになった。日本時間で９時５８分頃に発生した地震波は１０時９分頃に鬼首カルデラに達していること、地震発生に先立ち、９時３９分頃から傾斜を増し、１０分間で累積した傾斜量はＮ６５Ｅ方向で５０ｎＲ（ナノラジアン）を越え、Ｎ１３５Ｅ方向で７０ｎＲを越えたこと、これらの累積傾斜量は９時４９分から地震発生時の１０時９分までの２０分間持続されていたこと。
【００２３】
このことから、９時３９分頃（図５に矢印で示した）から始まる急勾配の変化が１０時９分に発生した本震の予知に使用できることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例で用いた傾斜計の断面を示す説明図である。
【図２】本発明で用いられる傾斜計の一例におけるセンサー部分の説明図
【図３】本発明方法を用いる地震予知のシステムを説明するための説明図
【図４】２００４年１２月２６日に発生したスマトラ沖地震を記録した経時的傾斜グラフ
【図５】図４の横軸方向の拡大図
【符号の説明】
【００２５】
１．電子磁石（Ｆｌｅｃｒｏｔｎｉｃ  Ｃｏｍｐａｓｓ）
２．デジタルデータ貯蔵および伝達部
３．アナログ増巾部
４．水準化用モーター
５．バブルセンサー（水準器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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