地震と宇宙放射線の興味深い関係を発見する

科学者たちは、宇宙放射線の変化と地震活動の間に強い統計的関係があることを発見し、それが地震の予測に役立つ可能性がある。 しかし、特定の場所を予測する能力は依然として不明瞭であり、この発見は暗黒物質の流れなどの現象の影響の可能性についての興味深い疑問につながっています。

地球規模の地震活動と地球の表面で記録された宇宙放射線の強度の変化の間には明らかな統計的相関関係があり、地震の予測に役立つ可能性があります。 驚くべきことに、それは明白な物理的説明を逃れる周波数を示します。

強い地震は通常、多くの人的損失と莫大な物的損失をもたらします。 このような壊滅的な出来事が発生する時間と場所を予測する能力があれば、悲劇の規模は大幅に縮小される可能性があります。 クラクフのポーランド科学アカデミー核物理研究所 (IFJ PAN) によって 2016 年に開始された CREDO プロジェクトは、宇宙放射線の変化を観察することで地震を予測できるという以前から知られていた仮説を検証しようとしています。 統計分析により、この 2 つの現象の間には確かに関係があることが示されましたが、それらは誰も予想しなかった特徴を示しています。

国際的な CREDO (高度分散型宇宙線観測所) プロジェクトは、誰にでも開かれた仮想宇宙線観測所であり、ハイエンドの科学検出器だけでなく、CMOS などの多数の小型検出器からのデータも収集して処理します。スマートフォンのセンサー その方法 (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す)。 CREDO の主な使命の 1 つは、地球の表面に到達する二次宇宙放射線束の地球規模の変化を監視することです。 この放射線は、地球の成層圏で、いわゆるリジェネ・プフォッツァー最大領域内で激しく生成されます。そこでは、一次宇宙放射線の粒子が大気中のガス分子と衝突し、二次粒子の連鎖が始まります。

一見すると、主に太陽や深宇宙から私たちに届く最も基本的な形の地震と宇宙放射線との関連性という考えは奇妙に思えるかもしれません。 しかし、その物理的基盤は完全に理にかなっています」と、CREDOのコーディネーターであり、Journal of Terrestrial Atmospheric and Heliophysicsにこの発見を説明した論文の筆頭著者であるピョートル・フモラ博士（IFJ PANおよびAstroCeNT CAMK PAN）は断言します。

ここでの主な考え方は、私たちの惑星の液体コア内の渦電流が地球の磁場の生成に関与していることに注目することです。 この場は、原始宇宙放射線の荷電粒子の経路を偏向させます。 したがって、大地震が地球のダイナモを動かす物質の流れの擾乱と関連している場合、これらの擾乱は磁場を変化させ、その結果、力学に依存した形で一次宇宙放射線粒子の軌道に影響を与えることになる。 私たちの惑星内の混乱のこと。 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す。

CREDOの物理学者は、中性子モニターデータベースプロジェクトの2つの観測点（過去半世紀にわたって収集）とピエール・オージェ天文台（2005年以来収集）からの宇宙線強度データを分析した。 天文台の選択は、それらが赤道の反対側に位置し、異なる検出技術を使用しているという事実によって決まりました。 分析には、太陽効果データ分析センターが管理するデータベースに示されている太陽活動の変化が含まれていました。 地球の地震活動に関する基本情報は、米国地質調査所から得られました。

分析はいくつかの統計手法を使用して実行されました。 いずれの場合も、調査期間中、二次宇宙放射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合計との間に明確な相関関係が明らかになりました。重要なのは、この相関関係は、宇宙線データが収集された場合にのみ明らかになるということです。地震データに対して 15 日先を表示します。 これは、今後の地震がはるかに早く検出できることを示すため、良いニュースです。

残念ながら、分析から災害現場を特定できるかどうかは明らかではありません。 宇宙線強度の変化と地震との相関関係は、サイト固有の分析では現れません。 それらは、地震活動が地球規模で考慮された場合にのみ現れます。 この事実は、宇宙線の強度の変化に、地球全体が経験している現象が見えることを意味しているのかもしれません。

「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、つまり標準偏差に達したときに発見が行われたと言われていることが受け入れられています。観察された相関関係については、6 シグマを超える値が得られます。これは、相関関係が存在することを意味します。この相関関係が起こる可能性は 10 億分の 1 未満です それは偶然によるものです したがって、本当に存在する現象を発見したと主張するための非常に優れた統計的根拠があります。唯一の問題は、それが本当にあるのかということです私たちが期待していたものですか？」とホモラ博士は尋ねます。

実際、観測された現象の地球規模の性質と、宇宙放射線で明らかな地震活動の 15 日間の前進だけが、この発見に関連する興味深い謎ではないことが判明しました。 最大の驚きは、この関連付けが頻繁に広範に行われていることです。これは誰も予想していなかった現象です。 分析の結果、最大の相関関係は 10 ～ 11 年ごとに発生し、これは太陽活動の周期に匹敵することが示されています。 しかし、それは私たちの星の最大活動とはまったく一致しません。

さらに、宇宙線と地震データの両方には、未知の性質の他の一般的な周期周期が存在します。 例としては、地球の恒星日 (約 24 時間から約 236 秒を引いたものに相当) に相当する周期にわたる地震活動や二次宇宙放射線の強度の周期的変化が挙げられます。 それでは、宇宙と地震の関連は、太陽系の外から私たちに到達する、放射線と地震の影響を同時に引き起こすことができる物質によって引き起こされる可能性があるでしょうか? 見かけの相関関係を定性的に説明できる従来の物理現象は何でしょうか?

観察された周期性についての古典的な説明が欠如しているため、他の、あまり古典的ではない現象の役割の可能性についての考察が生じています。 そのような要因の 1 つは、太陽や惑星系の他の巨大な天体によって改変された暗黒物質の流れを地球が通過することである可能性があります。 大きな磁場を持つ地球は、人工の検出器よりもはるかに大きい、非常に感度の高い粒子検出器です。 したがって、現在の測定器では見えない現象にも対応できる可能性を認めるのが合理的です。

「観測された周期性の原因が何であれ、研究のこの段階で最も重要なことは、地球の表面で記録された宇宙放射線とその地震活動との関連性を示したことです。そして、どちらかと言えば、私たちの観測結果が確実であると確信できることです。全く新しい刺激的な研究の機会を示しています」とフモラ博士は結論づけています。

参考文献：「太陽周期に類似した周期性を持つ宇宙線と地震との間の大規模一次相関の観測」P. Homola、V. Marchenko、A. Napolitano、R. Damian、R. Guzik、D. Alvarez-Castillo 、S. ストゥグリク、O. ルイミ、O. スコレノク、J. ザモラ＝サー、J.M. ヴァケロ、T. ウィビグ、M. ナップ、K. ジャドコヴィエツ、M. カルピエル、O. スシチョフ、J.W. ミエテルスキー、K. ゴルツキェヴィチ、N . ザバリ、K. アルメイダ ケミナント、B. イドコウスキー、T. ビュリク、G. バッタ、N. ブドネフ、R. カミンスキー、MV メドベージェフ、K. コザク、O. バー、Ł. Bibrzycki、M. Bielewicz、M. Frontczak、P. Kovács、B. Łozowski、J. Miszczyk、M. Niedźwiecki、L. del Peral、M. Piekarczyk、MD Rodriguez Frias、K. Rzecki、K. Smelcerz、T.、 J. Stasielak と A.A. Tursunov、2023 年 4 月 13 日 こちらからご覧いただけます。 大気、太陽、地球の物理学ジャーナル。
DOI: 10.1016/j.jastp.2023.106068