Why are earthquakes so hard to predict? - Jean-Baptiste P. Koehl

翻訳: Masako Kigami 校正: Tomoyuki Suzuki

In 132 CE,

132年

Chinese polymath Zhang Heng

中国の博識家の張衡は

presented the Han court with his latest invention.

漢王朝に最新の発明品を献上しました

This large vase, he claimed,

張衡は この大きな壺が

could tell them whenever an earthquake occurred in their kingdom–

領土で地震が起こるたびに

including the direction they should send aid.

救助を派遣すべき方向も含めて 知らせるのだと言いましたが

The court was somewhat skeptical,

廷臣たちは胡散臭く思いました

especially when the device triggered on a seemingly quiet afternoon.

特に一見 穏やかな午後に その壺が動いたなんて時には

But when messengers came for help days later,

しかし 数日後に 救助を求める使者が来ると

their doubts turned to gratitude.

彼らの疑いは感謝へと変わりました

Today, we no longer rely on pots to identify seismic events,

現在では 地震を特定するのに 壺を使うことはありませんが

but earthquakes still offer a unique challenge to those trying to track them.

今でも 地震予知は至難の業です

So why are earthquakes so hard to anticipate,

なぜ地震予知が とても難しいのでしょうか？

and how could we get better at predicting them?

また 予知の精度を上げるための 方法はあるのでしょうか？

To answer that,

それに答えるために

we need to understand some theories behind how earthquakes occur.

地震発生の仕組みについて 知る必要があります

Earth’s crust is made from several vast, jagged slabs of rock

地殻は プレートという 何枚ものごつごつした

called tectonic plates,

巨大な板状の岩盤で構成され

each riding on a hot, partially molten layer of Earth’s mantle.

マントルの一部をなす高温で 部分的に溶融した層に載っています

This causes the plates to spread very slowly,

これにより プレートは 非常にゆっくりと

at anywhere from 1 to 20 centimeters per year.

年間1-20cmというスピードで 広がります

But these tiny movements are powerful enough

でも このわずかな動きがとても強力で

to cause deep cracks in the interacting plates.

接触するプレートに 深い亀裂が生じます

And in unstable zones,

そして不安定な地帯では

the intensifying pressure may ultimately trigger an earthquake.

この強烈な圧力が 結果的に 地震の引き金となりうるのです

It’s hard enough to monitor these miniscule movements,

このかすかな動きを監視するは 困難を極める上に

but the factors that turn shifts into seismic events are far more varied.

地震発生の要因は種々雑多です

Different fault lines juxtapose different rocks–

色々な断層面に沿って 色々な岩石が並置しており

some of which are stronger–or weaker– under pressure.

圧力に強い岩石もあれば 弱い岩石もあります

Diverse rocks also react differently to friction and high temperatures.

摩擦や高温に対する反応も 岩石により違います

Some partially melt, and can release lubricating fluids

ある種の岩石は 部分的に融解して

made of superheated minerals

超高温状態の鉱物からなる 潤滑液を放出し

that reduce fault line friction.

断層面での摩擦を 低減します

But some are left dry,

しかし乾燥したままの岩石は

prone to dangerous build-ups of pressure.

圧力を蓄積し 危険な状態になりやすいのです

And all these faults are subject to varying gravitational forces,

全ての断層は 様々な重力や

as well as the currents of hot rocks moving throughout Earth’s mantle.

マントルを移動する 高温な岩石の流れの影響を受けます

So which of these hidden variables should we be analyzing,

では この隠れた要因の どれを分析し

and how do they fit into our growing prediction toolkit?

いかに 改良型の予測装置に 組み入れればよいのでしょうか？

Because some of these forces occur at largely constant rates,

これらの力の中には 概ね一定の割合で発生するものがあるので

the behavior of the plates is somewhat cyclical.

プレートの動きも幾分周期的です

Today, many of our most reliable clues come from long-term forecasting,

現在では 最も信頼性の高い 手がかりの多くは

related to when and where earthquakes have previously occurred.

過去に起きた地震の時と場所に関係づけられる 長期予測から得られています

At the scale of millennia,

千年単位の時間のスケールにおいて

this allows us to make predictions about when highly active faults,

サンアンドレアス断層のような とても活動的な活断層が

like the San Andreas,

大地震を起こす時期が

are overdue for a massive earthquake.

来ているという予測を 可能にしています

But due to the many variables involved,

しかし 様々な要因により

this method can only predict very loose timeframes.

この方法は 大まかな時間枠での予知に留まります

To predict more imminent events,

喫緊の地震を予知するために

researchers have investigated the vibrations Earth elicits before a quake.

研究者は 地震の前に起こる 地球の振動を調査しました

Geologists have long used seismometers

地質学者は昔から 地震計を使って

to track and map these tiny shifts in the earth’s crust.

このような地殻の微細な振動を探知し マッピングしてきました

And today, most smartphones are also capable

現在では 大抵のスマホで P波を記録できます

of recording primary seismic waves.

With a network of phones around the globe,

世界中のスマホのネットワークを使って

scientists could potentially crowdsource a rich,

クラウドソースの手法で 科学者は 迫りくる地震に対する ―

detailed warning system that alerts people to incoming quakes.

情報量が豊富で詳細な警報システムを 構築できるかもしれません

Unfortunately, phones might not be able to provide the advance notice needed

残念ながら スマホでは安全プロトコルを 規定するのに必要な事前の情報を

to enact safety protocols.

提供できないかもしれませんが

But such detailed readings would still be useful

詳細な測定値は 予知ツールで役立つかもしれません

for prediction tools like NASA’s Quakesim software,

例えば NASAの 地震シミュレータは

which can use a rigorous blend of geological data

危険性のある地域を特定するのに

to identify regions at risk.

地質データを精度よく組合せて使います

However, recent studies indicate

しかし 最近の研究によると これらのセンサーでは

the most telling signs of a quake might be invisible to all these sensors.

地震発生の最も顕著な兆候を 検知できないと述べています

In 2011,

2011年

just before an earthquake struck the east coast of Japan,

東日本大震災が起きる直前

nearby researchers recorded surprisingly high concentrations

近隣にいた研究者が 放射性同位元素の対である

of the radioactive isotope pair: radon and thoron.

ラドンとトロンが 高濃度に発生しているのを記録しました

As stress builds up in the crust right before an earthquake,

地震発生の直前に 地殻のひずみが蓄積すると

microfractures allow these gases to escape to the surface.

微小な割れ目から ガスが地表に放出されます

These scientists think that if we built a vast network of radon-thoron detectors

これらの科学者たちは 地震が多い地域で ラドンとトロンの検知器の

in earthquake-prone areas,

広大なネットワークを確立すれば

it could become a promising warning system–

１週間前に地震を予測できる

potentially predicting quakes a week in advance.

有望な警告システムに なるかもしれないと 考えています

Of course,

もちろん

none of these technologies would be as helpful

このような技術でもってしても

as simply looking deep inside the earth itself.

単に地球の内部を深く見るだけでは 役に立ちません

With a deeper view we might be able

より深い見識によって

to track and predict large-scale geological changes in real time,

大規模な地質的な変化を リアルタイムに追尾、予知し

possibly saving tens of thousands of lives a year.

毎年 何万という人命を救える 可能性があるのでしょう

But for now,

these technologies can help us prepare and respond quickly to areas in need–

しかし 当面のところ

これらの技術は 必要な地域で 壺が地震の方角を告げるのを待つのではなく

without waiting for directions from a vase.

私たちが地震に備え 迅速に対応する 手助けとなっています