2012-07-06

【電磁波は地震を引き起こすのか?】地球内部の加熱メカニズムとは1 ~プロローグ

☆☆☆地震の原理と電磁波との関係について

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現在は、地震の発生原理はプレートテクトニクス理論によって解明できているかのような報道ばかりです。しかし、膨大な研究費を使っているにもかかわらず、地震予測に関しては全くといってよいほど成果が出ていません。

そしてこの理論は、

4/1なんでや劇場(2) プレート説では説明できない事象①
4/1なんでや劇場(3) プレート説では説明できない事象②

のような数多くの矛盾点を説明できていません。

にもかかわらず、膨大な研究費がこの理論だけに投入されているといっても過言ではありあません。そして、プレートテクトニクス以外の可能性のある研究については、
『日本の先端地震予知研究はなぜ潰されたのか?』 のように、ことごとく潰されてきたという背景があります。

その中でも、
『熱移送説』という地震理論(電磁波の伝達によって地球内部が“電子レンジ状態”になり、熱が移動 地盤内が膨張 地盤が破断(地震) 再溶接 電磁波による熱の移動という仮説)は、現実との比較を行うとかなり整合しており、地震予測に関する論理の一つの有力な候補ではないかと思います。

実際、地震時には、電磁波が通常よりも多く観測されたり、その影響によって上空の電離層に変化が起こっていることからも(リンク)、地震のメカニズムに電磁波が関連していることは間違いないと思われます。

また最近は、国際宇宙ステーションによる、宇宙の渚といわれる大気と宇宙の境目の測定データが豊富に集まり、天候をはじめとした地球上の自然現象が、太陽の活動により飛来する磁気や電子や電磁波などと密接に関わってることもわかってきました。

そういう状況では、宇宙から切り離された地球だけを対象とした地震研究(二酸化炭素による地球温暖化仮説も全く同じ)は自ずと限界があることがハッキリわかって来ました。だから、そこを超えるには宇宙との関係で変化する電磁波や地磁気をも対象にいれて考える必要があるのだと思います。

このような状況認識に基づき、地震と電磁波の関係についてもう少し詳しい調査をしていきたいと思います。

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☆☆☆ 「電子レンジで岩石も熱くなる」とはどんな原理?

☆ 電子レンジ効果=誘電加熱とはどんな加熱原理?

電子レンジ効果というと、家庭の電子レンジを想像してしまいがちです。一般的に電子レンジで温まるのは、水であり、大気圧下では、せいぜい100℃までしか上昇しません。ところが岩石は固体で、溶けるには千数百℃くらいまで加熱が必要です。

そこで、取り上げたいのはセラミック焼成技術です。
この技術では、固体それも岩石と似たような鉱物を含む物質を、電子レンジと同じ「誘電加熱」という加熱方法で千数百℃まで上げることが出来ることが分かっています。

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画像は麻井九朗 マイクロ波加熱応用技術よろず相談室よりお借りしました

これは家庭用の電子レンジと周波数は違いますが、不導体(またはそれに近い性質を持つもの)を電磁波で加熱する誘電加熱という原理は同じです。

※セラミックとは地中に多く含まれるケイ素や炭素、アルミニウムなどの酸化物であり、これらを加熱する現象の中から様々なことが発見できるはずです。

ところが、電子レンジ効果では態変化(例えば固体から液体)を伴うと、変化後は加熱能力が急激に落ちることが上げられます。例えば、氷に同調する電磁波で過熱すると内部に水の粒が出来ますが、水になった瞬間にほとんど加熱されなくなるという現象があります。

そうすると、誘電加熱という単一の原理だけでは、なかなか説明困難になります。

☆ マグマはイオン化して電流を通すので、導体を対象とした「誘導加熱」の可能性もある。

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マグマは溶けた鉱物がイオン化して電流を通すようです。

この場合は、電子レンジのような誘電加熱の可能性は低くなります。その代わり、導体に交流電磁界(≒電磁波)を当てた場合に起こる「誘導加熱(IHヒータの原理)」で加熱される可能性があります。

マグマの鉱物組成によってどの程度の導電能力を持つか?または鉱物を液体にまでする電磁加熱技術があるのかどうかの調査が課題になります。

画像は麻井九朗 マイクロ波加熱応用技術よろず相談室よりお借りしました

より詳細には、どの物質(おもに鉱物)がどのような周波数の電磁波で「誘電加熱」・「誘導加熱」が可能なのか?の調査が必要になってきます。

☆☆☆ 地中内部の状況から電磁加熱との接点を探る

☆ 地球内部の鉱物組成とマグマの態変化の関係

地球内部ではどのような物質(鉱物)がマグマとして溶解しているのか?その分布は?という課題も登場してきます。
地中内部の物質構成は、

・地球全体での元素の構成比
鉄(Fe)34.6% 酸素(O)29.5% ケイ素(Si)15.2% マグネシウム(Mg)12.7%

・地球の地殻における元素の構成
酸素(O)45.5% ケイ素(Si)27.2% アルミニウム(Al)8.3% 鉄(Fe)6.2% カルシウム(Ca)4.66% マグネシウム(Mg)2.7%

となっており、地中内部の鉱物の電磁加熱原理とを照らし合わせ、地球内部での加熱メカニズムを検証していきます。

☆ 地球深部での高圧力下の熱・磁界の特性についての調査

地球深部の想像を絶する高圧力下では、それだけで高温になり、高温になった鉱物が圧力の低い上層部に抜け出すにつれて液化しながら温度を下げて固まっていく過程の調査も必要です。これにより、電磁波が無い状況での、マグマの態変化がわかるからです。

また、深部の高圧力下では、鉄・ニッケル・コバルトのもともと磁性を持っている物質が、磁界の強さが変化するという「ビラリ効果」という現象があり、電磁界の変化や地磁気と大いに関係していそうです。そして、そもそも地磁気はどうやって発生しているのかについても見て行きます。

この辺りの調査から、地表面での現象との違いを組み込んだ熱や電磁気の発生原理を見ていきます。

☆ 地中から発生する電磁波と地球内部の電磁加熱との接点を探る

先述の
>プレートテクトニクス以外の可能性のある研究については、『日本の先端地震予知研究はなぜ潰されたのか?』 のように、ことごとく潰されてきたという背景があります。

という理由で、日本ではあまり知られていませんが、地震予測の分野には様々な電磁波を利用した手法があります。

『VHF電波の乱れで地震を予知する』
『地震に伴い電離層は擾乱する。それによりVLF電波の伝搬異常が起こる』
『明瞭な電波異常と発生地特定のしやすさが特徴のULF観測』

また、地震(前兆)時には、電磁波が通常よりも多く観測されたり、その影響によって上空の電離層に変化が起きる(リンク)等といった報告も上がってきています。

電磁加熱で利用される周波数と、地震時に発生する電磁波はどんな関係があるのか?や発生起源なに?を調査することで、さらに地中内部の加熱原理を検証していきます。

☆☆☆ 電磁波エネルギーの吸収と共振の原理の解明

物質は電子レンジでなぜ加熱されるのか?について、実は意外なほど解っていません。今調査した中での有力な説は、以下の通りです。

●エネルギーを吸収する固有周波数が物質ごとに異なり、かつ、物質の構成部位の大きさ(電子レベル・イオンレベル・分子レベル・物質レベル)ごとに、共振する固有の周波数があり、それ以外の電磁波が当たっても同時に動くだけでエネルギー吸収はしないこと。

●上記のエネルギー吸収は、電磁波の周波数が早くなり、「物質振動がそれに着いて行けなくなって遅れが生じたとき」に起こる過程であること。このこと固有振動数といい、そして一つの物質には、それが物質の構成部位の大きさによって、電子分極 (紫外線領域)/イオン分極(赤外線領域)/配向分極(マイクロ波領域)/界面分極(可聴周波数領域)という4段階あること。
(Ex.紫外線は対象を電子分極させる(=電子レベルでエネルギー吸収する)から、DNAは電子の結合部分を破壊される。)

という理論です。
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画像は麻井九朗 マイクロ波加熱応用技術よろず相談室よりお借りしました

この理論だと、従来いわれていた、水分子が電磁波と共に振動すること(=従来の共振という概念)で水は加熱されるという、現実とは異なる仮説にたよらずとも良くなります。(∵水の固有振動数と、電子レンジの振動数は2桁程異なる)

この理論に拠って電子レンジの原理を捉えると、
水分子は、電磁波の振動に追随できなくなる周波数の時、分子振動は電磁波周波数より遅れて運動が拘束状況になる。
そのときエネルギーを吸収して発熱する。
このときの振動数を固有振動数と捉える。
この現象を共振と捉える。
といったように、すっきり置き換えられていきます。

この理論をもとに、電磁波とマグマの関係を追って行きたいと思います。

※参考
電磁波は地震を引き起こすのか?・・・地球内部の加熱メカニズム 1
電磁波は地震を引き起こすのか?・・・地球内部の加熱メカニズム 2
電磁波は地震を引き起こすのか?・・・地球内部の加熱メカニズム 3

List    投稿者 tutinori | 2012-07-06 | Posted in C03.電磁気力, D03.地震, D04.電磁波No Comments » 

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