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熊本地方における地下水の採取地点とヘリウム同位体比（ヘリウム3とヘリウム4）の変动
（补）熊本地方における深层地下水の採取点を黄色四角で、布田川?日奈久断层帯および熊本地震の震源を赤丸で示している。（产）布田川断层帯から地下水の採取点までの距离とヘリウム　同位体比の変动との関係。布田川断层帯に近いほどヘリウム同位体比の低下が大きく、この変化はヘリウム4が地下水で増えることによるものと结论付けられた。
© 2016 佐野 有司

东京大学大気海洋研究所の佐野らの研究グループは、深层地下水のヘリウムの量と2016年の熊本地震の震源领域の地殻の歪みの変化量の関係を明らかにしました。本成果によって、大地震の前触れとなるような地殻の歪みの変化を検出することのできるようなモニタリングシステムの开発につながると期待されます。

1995年の阪神?淡路大震灾を引き起こした兵库県南部地震など、これまでの研究では、地震に先立って、地下水の成分が変化するなどの报告例はいくつかあります。しかし、このような地下水の変化と地震の発生の関係については未解明な点も多く、さらなる研究や証拠の积み上げが必要とされていました。

研究グループは、2016年に50名の死者を出したマグニチュード7.3の熊本地震の震源近くでは、地殻の歪みの変化が大きいほど、ヘリウムの同位体であるヘリウム4が地下水に付加される量が高いことを、明らかにしました。

研究グループは、熊本地震が発生してから11日目に水中ポンプを用いて、震源を囲む断层帯（复数の断层が帯のように密集している领域）にある深さ280～1300メートルの井戸7か所から地下水を採取しました。そして、化学分析などによって深层地下水におけるヘリウム4の量と2010年に同様の手法で分析したヘリウム4の量を比较しました。

「详细な分析と计算により、岩石から放出されたヘリウムによって震源の近くで採取した地下水ではヘリウム4の量が増えていた、と结论付けました」と大気海洋研究所の佐野有司教授は话します。

さらに、研究グループは、地下水のヘリウム4の増加量からある仮定に基づいて、岩石から放出されるヘリウムの量を推定しました。また、地下水を採取した震源领域の卫星のデータを用いて、井戸がある场所の歪みの変化量を计算して、ヘリウムの量と地殻の歪みの変化量の関係を调べたところ、震源に近い地下水の採取地点ではヘリウムの量が高く、远いほどヘリウムの量が低いこと、つまり両者には正の相関があることがわかりました。

「今回の成果をより强固なものにするためには、その他の地域でも研究を积み上げていく必要があります」と佐野教授は话します。「地震などの自然现象を研究する场合、可能な限り事象の起きた现场で観测することが重要であり、今回の熊本地震でも现场主义の姿势を贯いたことが成果に繋がった」と続けます。

论文情报

Yuji Sano, Naoto Takahata, Takanori Kagoshima, Tomo Shibata, Tetsuji Onoue & Dapeng Zhao, "Groundwater helium anomaly reflects strain change during the 2016 Kumamoto earthquake in Southwest Japan", Scientific Reports Online Edition: 2016/11/29 (Japan time), doi:10.1038/srep37939.
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