3. 電波が教えてくれること新しく提起した理論や仮説が世の中で認められるためには、「因果関係あるいは事実関係が説明できる」といった科学的根拠が求められます。
私たち早川地震電磁気研究所が提起する仮説は、次の通りです。
1.震源における電磁波放射・・・ 震源となる場所（”地殻”や”マントル”）で岩盤破壊（圧力による崩壊、ズレ、など）が発生する際、電磁波が発生する
2.この電磁波が震央上空に“電子層擾乱”を誘発する
3.電離層擾乱が伝播異常を誘発する・・・ 伝搬経路上にこのエリアが現れると、観測している受信電波に異常が発生する
4.伝搬異常を観測できれば地震予知は可能だ。

-地震発生と前兆現象前兆現象として様々な宏観異常現象や物理的現象、科学的現象が確認されています。しかしここで重要なことは、大地震が発生する前に特定の事象が必ず出現するか、あるいは高確率で現れる事象でなければ地震予知としては使い物になりません。“前の地震ではカラスが騒いだが今回カラスは静かだったなあ”では不十分ですし、ましてやこれを聞いた人が“あれ、そうだっけ?騒いでいたと思うけど”と返すようでは地震と前兆現象に因果関係があると断定するには無理があり、とても周囲の理解を得ることはできそうにありません。

-大地震前に観測された異常電波1980 年代に入って大地震の前に伝搬異常を観測したという論文が、2、3 の国から発表されました。しかしこれらの論文では、地震と異常電波の関係を指摘しませんでした。その後 1988 年旧グルジア共和国で発生したスピタク地震で Oleg Molchanov 博士の研究チームが、そして 1989 年にはカリフォルニアで発生したロマプリエタ地震で Fraser-Smith 博士率いるスタンフォード大学が、異常電波（ULF 電磁放射;周波数が極端に低い電波）の観測に成功しました（論文発表は 1990 年）。
この論文発表を契機に地震と電波の関係性に注目が集まり研究が急速に進みました。早川研究室（電通大電気通信学部）もまた Oleg Molchanov 博士を研究室に招聘し、先の 2 本の論文の検証に着手します。課題は 2 つです。

・日本でも異常電波（VLF/ULF 電磁放射）を確認できるか、・地震前に必ず観測される前兆現象か。
早川研究室は人工衛星を使って観測を継続しましたが、確固たる証拠を掴むには至りませんでした。

-我レ、異常電波観測ニ成功セリ1995 年 1 月、それまで変化のなかった観測データに突如異変が出現しました。これは、対馬にある電波送信局から発せられた VLF 電波を犬吠岬にあるアンテナで受信記録です。観測記録を上から下へ日付順に並べています。どこに違いがあるかが分かりにくいので、異常箇所に青色を付けました。このグラフが何を意味しているのかは専門家でないとわかりませんが、この異常変化は “電離層擾乱”による伝搬異常でした。そしてその 4 日後神戸大地震が発生します。地震発生後、「電離層擾乱」は終息します。

異常部分に色付け
検知範囲

図 b 神戸大地震による伝搬異常

当時の観測網は、送信局 4 拠点（国内 1、海外 3）、受信局 は通信総合研究所（現在の国立研究開発法人情報通信研究機構）の犬吠観測所 1 拠点という貧弱なものでした。電波は送信局から受信局に向けて一直線に進むことから、この 2 局間を結ぶ区間で発生した「電離層擾乱」しか観測できません。こうした制約下

で、偶然にも神戸大震災はこの観測可能な区間内で発生しました。この観測により大地震の発生と電離層擾乱の関係性が少し明らかになりました。そしてこの観測結果が、「地震予知学」という新しい学問の扉を開くことになりました。

-前兆現象（電離層擾乱）の仮説『大地震が起こる前に、その震央上空付近の電離層に異変が起こっている』

図 c 電離層擾乱の仮説

送信局は全方位に向けて電波を発信します。電波の一部は地上波として、また一部は上空の電離層で反射して受信局へ伝搬します。そして受信局は地上波と反射波をまとめて受信します。これが一般的な送受局間の伝搬路です。神戸地震発生の前後で、海外局と犬吠観測所（受信局）を結ぶ電波に変化はありませんでした。
（上図緑色の“乱れのない時の伝搬路”） 一方対馬と犬吠を結ぶ電波には異常が発生しました。つまり平常時の“乱れのない時の伝搬路”ではなく、伝搬異常路を経由したと考えられます。

-地震予知学について-

神戸地震の観測結果を受けて 1996～2001 年旧科学技術庁が主催する「フロンティア計画」が始まります。この計画は、・地震の前兆現象を捉える研究と、・捕捉した現象から地震を予知する手法の開発、を進めることを目的としていて、実際に宇宙開発事業団（現在の国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構）に巨額の国家予算が投じられました。早川研究室はそのグループの中心として深く関わりました。この事業は、その後台湾、アメリカ、インド、ヨーロッパにも多大な影響を与え、特にこの地震予知学には電気/電子工学、超高層物理学、プラズマ物理学といった従来の地震学とは全く関わりのない分野の科学者たちが参加しました。その後も早川研究室は理論構築と観測器の開発に力を入れてきましたが、2010 年早川研究室は早川教授の退官をもってその研究を終えることになりました。

-仮説が常識に変わる条件冒頭述べた新しい考え方（理論や仮説）が世の中で認められ一般常識となるには、学術研究を通じて広く科学者たちの検証に堪えて支持されなければなりません。
．．．
・“仮説”を立て、自ら検証を進めて仮説が“正しいらしいこと”を確認し、・論文を発表して広く多くの研究者に“仮説”を知らしめ、・彼ら研究者の検証に曝され、そこでも“正しい”と承認される、という過程を踏みます。
・大地震発生前に伝搬異常を観測したという事例が相次いで発表された。
・伝搬異常観測後に、大地震が発生するという事例が相次いで発表された。
・神戸震災において、前兆現象（伝搬異常）と大地震発生には関連性があるのではないかと考えられる事例が観測された。
・その後も同様の事例が観測されるようになった。
さらに他国でも同様の結果が得られるなど、”大地震と電離層擾乱には因果関係が存在する“という仮説が少しずつ研究者の間では常識となりつつあります。

1.震源における電磁波放射-電磁波“電磁波”は非常に身近な存在で、電気が流れると発生します。例えば電子レンジは電磁波で加熱、加温するよう設計された特殊な製品ですが、一般的な電化製品でも電磁波は発生します。もう少し詳しく説明すると、コンセントに電源コードを差し込むと AC100V の電圧が掛かります。これで“電場”というものが発生します。

また電流が流れるとそこには必ず磁界が発生します。ただこれだけのことで”電磁波”が発生します。

-震源で起こっていること地震には地表にその爪痕が現れるものと全く見えない“地殻”あるいは“マントル”部で発生するものがあります。現出する、しないと違いはありますが、根本的な原因は“地殻”、“マントル”にあります。多くの地震が発生する場所には岩石しかありません。ただこの部分は、地表面と比べるとだいぶ様相が違います。まず地球の重力で岩盤、岩石は中心部に向かって引っ張られます。そのため地表に比べて非常に高圧で高温になっています。さらに“マントル”は地球の中心に温められて“対流”しています
ので、絶えず動いています。このような動きが、さらに不安定さを大きくします。この様な不安定な状態の中で、岩石破壊、岩盤破壊が発生して電磁波が発生します。
この仕組みについては、まだよくわかっていない点も多く、学会では・マイクロクラック説、・プラズマ説、・圧電効果説、といった説が提唱され、研究が進められています。
一方でブロック状の岩石を装置に固定し機械で圧力を加え続ける実験では、破断（破壊）する瞬間に電磁波が発生することも確かめられています。地下深い震源でいったい何が起こっているのが、直接それらを知る術はありません。しかし破壊あるいは破断によって、電磁波が発生していることだけは間違いないようです。

2. この電磁波が震央上空に“電子層擾乱”を誘発する
前章で説明した「岩石、岩盤破壊で電磁波が発生する」－この現象は複数の研究者、実験で確かめられ定説になりつつあります。そして仮説をさらに体系化するためには、震源で発生する“電磁波”が“電離層擾乱”の直接的要因なのか、これを説明しないといけません。しかしこれについては諸説あるもの現時点では制約条件が付くなど定説化するまでには至っていません。当研究所の提示する仮説では、この部分の関係性が一番脆弱な個所になっています。従って震源から発せられる電波を直接観測を計画しています。いま確かなことは、”地震発生前に、震央上空（震源地の上空）に電離層擾乱が発生する“ という関連性だけです。

3. 電離層擾乱が伝搬異常を誘発する-電離層擾乱の要因-

擾乱を誘発する要因は、地震以外にも多数ありますのでいくつか代表的なものを列挙します。
ア）地球の年周期によるもの（季節によって発生する）
イ）日周運動によるもの（昼と夜で違いが発生する）
ウ）宇宙線の影響（太陽フレアに代表される太陽活動の影響）
エ）大気中の異常放電

・・・ULF/ELF 電磁波を観測するオ）地下構造の変化

・・・震源から発せられる ULF 電磁放射を直接捉える

観測から必要な信号を間違いなく取り出すには、不要な信号に関する知識や傾向についても把握しておくことが大切です。そういう意味では、ア）～ウ）は過去のデー
タが役に立つと同時にメカニズムや因果関係が明らかになっているのでほとんど問題ありません。ではエ）はと言えば、これは大気中の放電現象（雷放電）を指しています。一昔前に比べて異常気象も増えました。そのため、全く影響がないわけではありませんが、昔から被雷に関する研究が盛んであったため、これについても影響は小さ．．．．．．
いと考えています。狙っているのは、これまで見落としているかもしれない未知の事象です。実はオ）が問題になっています。東北大地震を境として、東日本の地下深くで地殻変動が発生したと考えられます。そのため、観測している電波の定常状態が震災の前後で大きく変化してしまっているのです。最新データ上の僅かな変化を見逃さないように⾧期間に亘って収集した膨大な過去のデータと比較するのが一般的ですが、それができなくなっている現状があります。

-東日本大震災2011 年 3 月 11 日に発生した東日本大地震で、伝搬異常を観測しました。先ずは当時の観測網（送信局と受信局の位置関係。図 d）と観測データ（図 e）をご覧ください。この大地震では、遠くシアトルから届く VLF 帯の電波だけに伝搬異常が発生しました。
国内送信局:青色◆ JJI 局（宮崎県えびの市、海上自衛隊所有 22.2KHz）
国内送信局:青色◆ JJY 局（福島県田村市、独立行政法人情報通信研究機構所有 40KHz;電波時計の標準電波送信局）
海外送信局:イラスト外に NLK 局（アメリカ合衆国シアトル 24.8KHz）
受信局:赤★ MSR（北海道母子里観測所、名古屋大学太陽地球環境研究所所有）
CHF（調布市、電気通信大学）
KSG（愛知県春日井市、中部大学）
KCH（高知県高知市、高知大学）
震源:洋上赤★

2 か所

図 d NLK 送信局からの伝搬路

図 e NLK-CHF（調布）電波観測データ

図 d を見ると、国内送信局と各受信局を結ぶ伝搬路の大半は、三陸沖で発生した地震と全く関係ないことが分かります。かろうじて JJY 局（福島）と MS（母子里）を結ぶ伝搬路だけが、三陸沖に近い場所を通過しています。しかしながらこの伝搬路でも観測データに異常はありませんでした。－(A);後述
しかし太平洋上を伝播してくる NLK 局（シアトル）の電波を利用すると、洋上で発生する伝搬異常を観測することができます。このケースで明らかに異常と判断できる電波を観測したのは CHF（電通大）だけでした。
次に観測波形について説明します。このデータを見る限り 3 月 5 日、6 日の二日にわたって振幅が低下し、そのレベルが標準偏差の 4 倍超の変化を記録しました。
標準偏差の 4 倍という数値は、確率的に極めて例外的な、稀な数値と言えます。既に観測値では、過去経験したことのない異変が現れていました。

-熊本地震-

2016 年 4 月 14 日に発生した熊本地震においても 4 月 4 日から 7 日にかけて伝搬異常を観測しました。では当時の観測網（図 f）と観測データ（図 g）をご覧ください。さらに図ｋ に送信局と受信局を結ぶ伝搬経路（青色）を重ねてみます。なお電波は一直線で受信局に向って到達しますが、地球は球形であるため平面
地図上ではその伝搬経路は湾曲して見えます。
震央:熊本市内～阿蘇地方（M５超の大きな地震が 3 度発生しました）
送信局:JJI 局（宮崎県えびの市、海上自衛隊所有 22.2KHz 電波）
受信局:8 拠点（当時国内には 8 拠点の受信局がありました）
では次に観測データについて説明します。
横軸 1 目盛り:夜間の平均振幅を 1 日のデータを現します
縦軸 1 目盛り:変化の程度を比較するために、振幅の標準偏差をプラスマイナスで現します。

図 f JJI 送信局からの伝搬路

図 g JJI-IMZ（富山県射水）電波観測データ

送信局と震央はおよそ 70 ㎞離れています。大きな地震の場合、その前兆現象である“電離層擾乱”の範囲（規模）もそれだけ大きくなることが明らかになっています。
この点についてはのちほど説明を加えます。－(A);後述次に観測波形について説明します。このデータを見る限り 4 月 4 日から 7 日にかけて振幅が低下し、その低下度合いは標準偏差の 2 倍を超えて下降しています。
このとき早川地震電磁気研究所では、これを地震発生の前兆現象と認め、これまでの解析結果から来るべく地震を次のように予測しました。

＝解析結果＝＝振返り＝・発生時期:4 月 13 日～21 日 と予測・発生時期:4 月 14 日

・発生エリア:九州全域 と予測・発生エリア:熊本市から阿蘇地方にかけて

・地震規模:M5.5（最大） と予測

・地震規模:M7 超4. 地震予知を防災・減災に活かす努力
地震による被害を抑えるには、次に発生する地震に関する情報が多いに越したことはありません。
例えば、・何日の何時何分に、・どこを震源とするどれくらいの規模か、・今いる場所への影響はどうか、究極を言えば・自分と家族はどこに逃げれば、どうすれば確実に生き残れるのか、これらの答えを事前に入手していれば、いざ地震が発生しても冷静に行動できるのではないでしょうか。しかしながら残念なことに現時点の地震予知のレベルは、いまだ研究段階であり、その思いを実現するには至っていません。神戸地震で前兆現象として電離層擾乱を確認してから 20 年あまり。漸く様々な分野の科学者たちが総力を挙げて様々な角度から研究に取り掛かった状態です。結果が出るまでにはかなりの時間を要するのではないでしょうか。

-Ａ:震源地のエリアの特定について東北大地震における事前観測では、震源は沿岸から 50 ㎞以上離れた海域で発生すると予測していました。結果は予測通りでした。これも観測から把握していたことです。一方熊本地震では九州全域で M5 超の大地震が発生することと予測しましたが、実際震源がどの辺りになるかまではつかめていませんでした。予測もその影響範囲が広すぎた、と考えます。熊本地震で被災された方の中には、早川地震電磁気研究所の情報をご存じだった方々がお見えだったかもしれません。そうした方々には九州全域を範囲内にしてしまうことは、関心度を逆に下げてしまう結果となった可能性が否めません。できる事なら中心地の予測をより狭く限定する予知を目指さなければなりません。そうしたことを踏まえて、ここで地震エネルギー（マグニチュード M）と範囲、エリアについて説明します。

R:電離層の乱れ域の直径（実際には四角形かも知れませんが、円形もしくは楕円形と考えるのが妥当ではないでしょうか）
M:マグニチュード
この式は、地震のエネルギーが大きくなると急激に乱れ域が広くなるということを現しています。つまり地震の規模（マグニチュードＭ）が大きくなればなるほど、その上空には広範囲の電離層の乱れ域が発生するという事を意味しています。
送信局と受信局を結ぶ伝搬路が、この乱れ域のどの部分を通過しても伝搬異常

R＝εMを観測してしまいます。そのために粗い観測網では発生位置や地震の規模に誤差がつきまといます。電離層が一番降下した地点を通過したケースと周辺部を通過した場合では、振幅の下げ幅（標準偏差レベル）が異なりますので、違いは標準偏差に差となって現れます。
・東北地震では、シアトルからやってくる電波に異常が確認されたことと、福島から送信する電波は絶えず正常であったことから、震源は三陸沖数 100 ㎞沖合であることが推測できました。
・熊本地震では、震源と送信局が 70 ㎞離れていましたが、乱れ域が送信局上空まで及んでいたと考えられ、その影響を受けて震源地の特定が不正確

図 h 地震エネルギー(M)と電離層擾乱域(R)の相関関係になりました。

-充実した観測網の構築もともと伝搬異常は、電波送信局と受信局を結ぶ直線区間内で発生する電離層擾乱を介して発生します。そのため現在の観測網には広い空白エリアが存在します。また前節で述べたように、地震の規模によって予測に大きな誤差が発生します。抜本的にこの問題を解消するためには、・送信局と受信局を結ぶ直線本数を増やす（観測領域を広げるべき受信局を増設する）・送信局と受信局の間隔を最適な距離間隔にする（観測精度の向上）が必要です。また送信局は、公的機関が増設するには使用用途が限られこれ以上必要としないこと、さらに一拠点当たり 50 億円とも言われる建設費がかかります。
・現在の観測網
VLF 電波発信局（送信局）

国内 2 か所（JJY 局（福島）、JJI 局（宮崎））国外 3 か所（NWC 局（オーストラリア）、NPM 局（ハワイ）、NLK 局（シアトル））
・VLF 受信局
2018 年 1 月時点で 11 か所（稚内市、根室市、むつ市、にかほ市、東金市、伊東市、浜松市、敦賀市、和歌山県西牟婁郡、倉吉市、香南市）
・目指す観測網・簡易 VLF 電波発信局の増設
本土中心部（⾧野県周辺）と辺境部（日本全国を 1 局でカバーできる最北端か最西端、最南端のどこか）
・VLF 受信局の増設
各都道府県に最低一台できるだけ本土から離れた離島に設置
近隣国に設置（韓国、台湾、フィリピン、中国）
・ULF/ELF（周波数 1-10Hz）受信局の新設
震源から放射される電磁波の直接観測（この観測に成功し、そのとき電離層擾乱が発生すれば、前兆現象としての理論が完全なものとなる）
・見通し内 VHF 波の観測開始
・電波を利用した観測以外の前兆現象を研究している研究機関、大学研究室と連携した複合的研究や協同研究-解析手法の開発現在収集している 11 拠点分では、5 送信局の電波を 24 時間 365 日間観測し続けています。こうした膨大な情報から伝搬異常を見つけ出す作業はなかなか骨の折れる作業です。ましてやこれから受信局を増設するともなれば、それはなおさらです。こうした情報量増加に対する備えが必要です。このため早川地震電磁気研究所
では、電磁波による地震予知研究をしているギリシャの大学と解析手法の研究を進めています。それは客観的判断に基づき膨大なデータを全て精査するという手法です。
この解析方法は試行錯誤を繰り返しつつ進めていますが、この方法を使って過去の観測データを振返ると、前兆現象を観測していながらそう認識していなかったもの、逆に前兆現象でないにもかかわらず前兆現象と認識してしまったものがありました。この様に情報解析を研究する研究者の協力を得て、日進月歩でありながらも確実に地震予知ができる方向に進んでいます。

研究の成果は、都度ご協力いただいている皆さんに公開して参ります。
当早川地震電磁気研究所の設立目的にご賛同いただいたうえで、引き続きご支援宜しくお願いします。