Epi21 Earthquake prediction institute for the 21st century

一般社団法人 地震予知研究所

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地震の国 巨大地震防災警報 南海トラフにM9.1 大地震予知情報  四国の中央構造線断層 物理的ウエーブレット 安芸敬一(Keiiti Aki) 研究者・パートナー募集


日本は、沈み込み帯領域に位置する地震の国です。過去に発生したメガスラスト地震(巨大地震)と大地震は、

日本の20qメッシュ地震観測網で得たオンライン震源カタログ(各地震の発生情報)とGPS観測網の各観測地点の日々の位置変位記録にあります。

 

Epi21は、新たな数学的道具(物理的ウエーブレットPhysical Wavelets) を用い、それら地震記録を解析しています。

大地震、巨大地震が3〜15ヶ月程かけて生成する過程を解明し

地震生成過程を運動方程式で定量的に記述する事に成功しています。

 

その結果、地震発生の略2週間〜3ヶ月程前から、

地震発生予測日(リアルタイムで変化し、1日以内の最終精度)、地震を起こす断層の場所、断層の大きさと運動を予測し、

発生直前までリアルタイム観察できます。

 

観測で得る地震予知情報は、大型、超大型台風情報と同様に、リアルタイム地震防災警報となります。

概要の掲載目的は、皆様に地震防災警報を発する事ができるよう協力を得るためです。(2022・10・09加筆)


2024/05/04 14:12更新【2024/04/06迄の観測】

国土地理院GPS観測 (最新F5データ・2週間遅れで、毎週火曜日に更新・公開)

リアルタイム地震防災警報となる下記海洋プレートの異常運動関して:

巨大地震防災警報の発令となる下記、海洋プレートの異常運動は太平洋プレート(父島、母島、南鳥島)、フィリッピン海プレート(南大東島、沖ノ鳥島)に観測されていません。

海洋プレートの沈み込み帯領域にある日本列島の地殻が、沈降から隆起を始めると、津波を起こす巨大地震発生が懸念されています。

潮岬、室戸岬、御前崎、根室は沈降を継続しています。

 

隆起反転に伴う、海洋プレート(GPS観測地点は、父島、母島、南大東島、沖ノ鳥島)を引きずり込む異常運動は、観測されていません。

 

従って、津波を起こす巨大地震は、この先半年、発生しません。

巨大地震予知情報

沈み込み帯(subduction zone)領域では、メガスラスト地震Megathrust earthquake)と大地震(Significant earthquake)が多発します。

大陸プレートに向かって西方向に沈降する海洋プレートは、太平洋プレートとフィリピン海プレートです。

 

この領域(地震の国)の地震予知情報は、

GPSステーションの変位データオンライン震源カタログデータを、

リアルタイム解析して得る地震生成過程Earthquake genesis process)です。

 

地震予知情報は、発生した台風情報が、多くの災害防災警報へとエスカレートするのと同じ防災警報となります。

 

特に、メガスラスト地震(巨大地震)の15ヶ月の生成過程の後半、3ヶ月の情報が、巨大地震防災警報となります。

 

地震の国(台風の国)と巨大地震予知情報(超大型台風情報)から説明します。

地震の国

36年間(1983年〜2019年)に発生したマグニチュードM が 6以上の地震分布をGoogle earthに重ね合わせました。

 

気象庁一元化処理震源要素等によると、地震の国(Nation 3)の39年間(1983年〜202297日)に、

浅い(200q未満)M6 以上の地震が1042回、深い (200q以上) M6 以上の地震M(deep116回発生していました。

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巨大地震(津波)防災警報 (YouTubeビデオ)

特許第5798545の「大地震と巨大地震の予知方法、予知装置、予知プログラム及び記録媒体」の技術、背景物理、観測結果をarXivに科学者用の文献としてアップデートしました。下記文献から、防災警報の概略説明をします。

 

【1】Takeda, F. (2021). A megathrust earthquake genesis process observed by a Global Positioning System. arXiv.

https://doi.org/10.48550/arXiv.2107.02799

【2】Takeda, F. (2022). Large earthquake genesis processes observed with Physical Wavelets. arXiv.

https://doi.org/10.48550/arXiv.2201.02815

【3】Takeda, F. (2022). Significant and megathrust earthquake predictions by real-time monitoring of the genesis processes with Physical Wavelets. arXiv.

https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.09486

【4】Takeda, F. (2023). Tsunami and megathrust earthquake disaster prevention warnings: Real-time monitoring of the genesis processes with Physical Wavelets. ArXiv. /abs/2305.13249

https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.13249

東北巨大地震2011/03/11)の生成過程を、東北地方の断面図(赤線部分)を用いて概説します。

国土地理院公開のGPSデータは、両津2(西海岸)、村上(Top)女川(東海岸)ステーションの日々の変位データです。

環境ノイズを多く含むこれら変位データは、微分不可能となり、定量的な解析はできません。

従って、物理的ウエーブレット(上記文献【1】のAppendix A、文献【2】)を用いて、定量的にメガスラスト地震の生成過程を得ています。

 

ダイアグラム

自動的に生成された説明

 

メガスラスト地震の生成過程megathrust earthquake genesis process)の概説です。

東北巨大地震と津波の生成過程

ダイアグラム

自動的に生成された説明ダイアグラム

自動的に生成された説明ダイアグラム

自動的に生成された説明

東北地方の断面図のEは、東で東海岸、Wは西で西海岸、TOPは頂上で東北地方の峰に相当します。

 

(a)  東北地方の東海岸は、大陸プレート(overriding plate)の東端に位置し、太平洋プレート(subducting plate)と断層面(Fault surfaceに沿って固着していました。断層面の幅は、図示してあるFaultの長さで200q程でした。断層の長さは、東海岸沿いの500q程でした。その東北地方の断層面を挟んで、大陸プレートが、西海岸を東側へ押上る一方、太平洋プレートの西方向への沈み込みが、東海岸を沈降させていました。300年程、継続していたと推察できる押上と沈降が、東北地方の通常変形(regular deformation)です。20101月、その通常変形に、東北地方の地殻を持ち上げる力の生成をGPS観測しました。持ち上げは、膨らみ変形(bulge deformation)の初期生成でした。

 

(b)  20107月、通常から膨らみ変形への遷移開始をGPS観測しました。その東北の地殻の通常から膨らみ変形への遷移と同時に、東海岸の端が、断層(Fault)部分に爪を立ててつかみ込むよ様に、沈降していた太平洋プレート(subducting plate)を、破線矢印のとおり、更に西方向へ引きずり込み始めました。日本海側から西海岸への大陸プレート運動の東方向への押しが、太平洋側の東海岸を引きずり込みはじめました。

 

(c)  201011月から、 膨らみ変形は、上方向への押上を始めました。その押上が、2011311日、断層の静止摩擦係数減少させ、大陸プレートの東方向のせん断応力が断層を破壊させ、破線矢印で示したとおり、西海岸と東海岸の膨らみを一気に解消させながら、メガスラスト地震と津波を発生させました。

 

東北巨大地震と津波の生成過程図(b)と(c)で観測された太平洋プレート異常運動と防災警報発令

東北巨大地震発生15ヶ月前から、東北地方に膨らみ変形(Bulge deformation)の生成が始まりました。開始7ヶ月後には、膨らみ変形は、新たな外力として、沈降していた太平洋プレート(Subducting plate) を西(W)方向に引きずり込み始めました。引きずり込みスピードは、その5ヶ月後の2010/12/22に最高値となりました。

その後、東北地方の膨らみ変形は、引きずり込みスピードを急減速させ、2月末には停止し、東方向へと反転させ、断層を破壊し、メガスラスト地震と津波を発生させました。

従って、2010/12/22から、地震発生までの3ヶ月間のプレート運動を、巨大地震の防災警報とします。

 

プレート運動をGPS観測し、地震発生3ヶ月程前に自動検出できた異常運動の確定が、台風発生と同様なリアルタイム防災警報の発令です。

 

引きずり込み運動

沈降プレートの西方向の運動には、月の潮汐力が、外力として加わります。新月から新月までの潮汐力の周期は29.5です。東海岸の膨らみ変形が、新たな外力として、海洋プレートを引きずり込み始めると、沈降プレートに働く29.5日周期の潮汐力の振幅と位相が、徐々に変化し、通常とは異なる動きとなりました。通常なプレートの1(day)当たりの西方向への動きは、人の爪の1日当たりの伸び率(0.1o/day)の2倍程でした。

 

太平洋プレート(Subducting plate)の異なる動き:

(1)  始まりは、20107月で、東北巨大地震発生の9ヵ月前でした。

(2)  最高スピードは、東北巨大地震発生3ヶ月前、通常の3倍となり、その後、減速し始めました。

(3)  太平洋プレート減速運動は、沈み込み帯(subduction zone)で発生するメガスラスト地震(megathrust earthquake)の最終生成過程をリアルタイムで反映していました。

 

従って、太平洋プレートの異常運動観測は、下記、異常経路とおり、リアルタイム防災情報として、甚大な災害の軽減に利用できます。

 

巨大地震と津波のリアルタイム防災警報は、リアルタイム観測する太平洋プレート運動のD V 平面とD A 平面上の異常経路

上記グラフ(b)と(c)の太平洋プレート(Subducting plate)の西方向への異常運動を、父島GPSステーションの東西方向の変位D速度(スピード)V、加速度Aとして、文献【1とおり図示します。

 

図の説明:

緑色d(E, j )は、国土地理院提供のGPSデータから得たGPSステーションの東西方向の日々の変位(任意基準地点からの変動量)です。

縦軸表示目盛り(左)の単位はメートル(m)で、m/2500倍率のオフセット目盛り表示、横軸は、時間で単位は1日(day)です。

m(メートル)が、グラフ表示用のオフセット原点、任意基準点から西方(マイナス)― 0.35mに相当しています。

速度(スピード)V τ、加速度A τ)の相対目盛りの原点となります。

オフセット原点から、プラス領域(上向き)が、E(東)方向、マイナス領域(下向き)がW(西)方向となります。

従って、緑色d(E, j )が上から下へと西方向の動きをしています。

緑色d(E, j )15日間(2w +1)の移動平均が変位Dτ赤色、τは、時間で、単位は1日(day)です。

差分間隔20日の、速度V τは、黒色、加速度A τ)は青色表示です。

緑色d(E, j )の変化は、ノイズ変動し、直接、時間微分する事は不可能なので、物理的ウエーブレットとd(E, j )との相関積分操作で、DτV τ)、A τ)を得ています。

それらは、τを―τにする時間反転操作時、

D、―τ)=Dτ)、V 、―τ=―V τ)、A 、―τA τ

を満足するので、Dτ)を、時間微分して得た速度、加速度が、V τ)とA τ)である事を示しています。

右側の縦軸表示目盛りは、パワーPWτ)の相対目盛りで、赤色目盛りは、通常とは異なるパワーの変化を、異常として検出するレベル値となります。

パワーは運動エネルギーの変化率、PWτ)=V τ)×A τ)として定義されています。

D V 平面、D A平面の原点:

Dの原点は青色目盛り(ー50赤色で0から20o 西)のオフセット値、左半面がオフセット値から、西方向となります。

Vの原点は、0mm/day、上半面が+で、東方向の速度となります。

Aの原点は、0mm/day、上半面が+で、東方向の加速度となります。

 

 

 

図のD V 経路、D A経路、V A上に出現している30日(30 days)周期の振動が、

父島GPSステーション(沈降する太平洋プレート)に加わった新月から新月までの29.5日周期の潮汐力の振動です。

 

GPSは、その周期振動の振幅と位相の大きな変化(異常運動)を、異常経路として観測しました。

 

異常経路を自動検出するための手段が、パワーPWで、経路の大変化を、レベルの大変化として検出した様子も図示しました。

太平洋プレートの異常運動により発生したM7.9は、下記、Nation3の歪みエネルギサイクルに出現する父島近海M7.9 (2010/12/22)地震です。

巨大地震と津波の生成過程のリアルタイム防災警報(発生3ヶ月前から直前まで)

 

 

巨大地震発生(311日)の3ヶ月程前の1222日に、太平洋プレートの運動の西方向(日本海へ向かっての)の1日の変化率(速度V)は、9ヶ月前の約3倍の0.69o/dayまで急増加し、そして急減速し、225日には、停止(0.00o/day)しました。そして、動きは東方(E)に反転し、太平洋側に向かう速度が、観測最終日(父島の38日)には、0.06o/dayとなりました。

 

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南海トラフにM9.1

南海トラフに何時発生しても不思議でないと危惧されている3つの大地震

1 東海 2 東南海、3 南海地震

 

の断層破壊が、連動し、M.1地震が発生するとされています。

 

しかし、この地震生成過程は、上記、東北地方太平洋沖地震(東北巨大地震)と、異なります。東北地方のGPSステーションの15年余りの地殻変動観測から、東北巨大地震は、何時発生しても不思議でない状況下にありました。

 

文献【1】とおり、太平洋沿岸各地域のGPSステーションの地殻変動観測に南海トラフに危惧されている東海、東南海、南海地震の連動発生の科学的根拠は、観測されていません。

琉球諸島(大陸プレート)と、その下に沈降するフィリピン海プレート間には東北巨大地震を起こした巨大断層の固着はGPS観測に検出されていません。従って、津波を伴う東北巨大地震と同様な巨大地震は発生しません。

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大地震予知情報

歪みエネルギーの蓄積と開放

地震の国Nation 3

2022/09/17迄の観測

最新情報に移動

防災科学技術研究所がオンライン公開している気象庁一元化処理の震源要素の最新情報(1日遅れ)である917日と18日までの歪みエネルギーの蓄積と解放サイクル図です。

 

歪みエネルギーのピークが、急激な解放を始めると、M 6.6地震が2022/09/17に台湾で発生しました。オンラインカタログのM 6.6地震の深さは、0qだったので、深さのある(DEP>0Km)地震を解析する右下図には、台湾地震M 6.6は現れません。2022/09/18に発生した本震M 7.3地震も、未だ、出現しません。

 

グラフ

中程度の精度で自動的に生成された説明 

 

グラフ, 散布図

2022/09/18迄の観測

2022/09/18に発生した本震、台湾M 7.3が出現します。

 

グラフ 

 

グラフ, 散布図

 

図の説明:

Nation 3に発生したM 4以上の地震発生の間隔時間INTを、100個、30個、累積加算 (もしくは移動平均)し、過去の最大値が1となるように規格化した時系列 が、NCI(m,100)NCI(m,30)です。

又、INTと同様に震源の深さ(DEP > 0 km)のある地震を30個、移動平均し規格化した時系列が、NCD(m,30)です。NCI(m,100)NCI(m,30)NCD(m,30)は、Nation 3の地殻に蓄積された歪エネルギー密度に比例します。

 

サイクル図の左側の縦軸目盛は、最大値が1の規格化目盛で、横軸が、時間となり、実時間(2010/01/01: m = 1)と比例関係にある地震発生回数(イベント数)です。

 

右側の縦軸にMと表示された目盛は、震源要素マグニチュードMAGの時系列[d(MAG, m)]の大きさを矢印の高さに変換したグラフの目盛です。MAGが、6以上の大地震になると表示され、6より小さい地震は、表示されません。

 

右上の縦軸にLONとラベル付けされている目盛幅は、Nation 3の経度幅に相当し、地震発生場所の経度(LON)の時系列d(LON, m)を点グラフにしたLONの相対目盛です。従って、大地震 、巨大地震の余震や群発地震は、発生個所(震源)が、略同じなので、それら余震や群発地震の震源の経度は、変化しません。

 

 左図中NCI(m,100)NCI(m,30)、右図中NCI(m,30)NCD(m,30)で表示された2つの歪エネルギーが、共に蓄積され、ピークに到達し、そのピークから、急な解放(減少)が、共に始まると、一日か二日以内に大地震や巨大地震が、領域の何処かで、発生します。917日発生の台湾地震M 6.6918日発生の本震M7.3は、その1例です。

 

東北巨大地震M9までの歪みエネルギーサイクル

 

 

 

地震の国(Nation3)が観測した父島近海M7.9 (2010/12/22)、東北M7.5(2011/03/09)M9(2011/03/11)歪みエネルギーの蓄積と解放のサイクル図です。

大地震、東北巨大地震発生前に、歪みエネルギー蓄積はピークに到達しています。

TEC21 (異常の予知診断や地震予知等)の例も参照してください。

 

M4以上の地震が多発すれば、歪みエネルギーは急激に開放され大地震が領域内で何時発生しても不思議でない状況です。

 

Nation 3の 2023/01/13 迄の歪みエネルギ―サイクル図

最新のサイクル図は、TEC21 (異常の予知診断や地震予知等)掲載しています

 

各地域の蓄積と開放のサイクル

日本各地の防災情報

日本各地で危惧されている大地震発生の半年から1〜2週間程前にほぼ確定するリアルタイム予知情報と防災警報の公開はYouTube で公開予定です

 

大地震、巨大地震の予知には、防災科学技術研究所がオンライン公開している気象庁一元化処理の震源要素データ国土地理院提供のGPSデータ併用します。

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四国の中央構造線断層

四国には、中央構造線断層帯があり、1000 2000年に1度のM8地震発生が危惧されています。

例えば、上記赤点線で示した280kmの断層長が動くとM 8.7の巨大地震が発生しても不思議ではありません。

 

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物理的ウエーブレットPhysical Wavelets

物理的ウエーブレットは、ノイズに埋もれた観測データや、不規則変化する情報に、「リアルタイム」で物理法則を与え、未来を予測する情報解析道具です。

 

例えば、下図のとおり、私達を取り囲む環境のリアルタイム診断のみならず、予測(予知)にも利用できます。

その道具は、工業分野等に於いて、稼働中の重機器工具の異常をリアルタイム検出し、未然に破損防止する技術と装置に提供してきました。

様々な実世界のシステムを物理的ウエーブレット(微分演算子)観察すると

不規則変化する情報のFm a 過程のリアルタイム解析可能となります。

地震予知特許、arXivの論文の地震生成過程(earthquake genesis processes)の定量化に不可欠な数学的な演算子です。

 

地震予知では、気象庁の震源カタログ国土地理院提供のGPSデータを取り扱います。

これらデータは不規則変化をするため、その時間変化率(時間微分)を求める事が不可能となります。物理的ウエーブレット(微分操作の演算子)によるこれら時系列データの観察が、大地震・巨大地震の生成過程をリアルタイム抽出します。抽出方法を確立し、2015年8月、85の図面と130頁からなる大地震・巨大地震予知の日本国特許(2012年10月出願)を取得しました。

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安芸敬一 Keiiti Aki1930/03/032005/05/17

武田文秀(Fumihide Takeda

私は、米国の大学院で物理教育を授かったエンジニアリングコンサルタントです。地震学者ではありません。現代地震学の基礎を築いた安芸先生は、「私が、夢見る地震予知を、貴方が、かなえてくれる」と、後押しして下さった唯一の地震学者でした。先生は:1966年、世界で初めて、鋭い物理的洞察力で地震の断層運動を把握し、培われた数学能力を屈指し、地震波観測から地震モーメントを求める等、卓越した地球物理学者、教育者でした。1980年、世界で初めて、地震生成は統計的にフラクタルである事、即ち、小さな地震も大きな地震も生成過程は同一である事を、証明しました。数多くの地震を統計的に処理すると、大きな地震となる生成過程は、小さな地震となる生成過程と区別できなく、大地震の予知は不可能である事を、証明しました。一方、地震予知を達成する夢を追い続け、フラクタルから逸脱した地震生成現象の解明をライフワークとしました。晩年、インド洋に浮かぶレユニオン島の火山噴火の予知研究で、このフラクタルからの逸脱現象を地震予知に具体的に適用する方法を2002年に気づかれました。私が、2001年気づいた考えと、偶然、同一であったため、下記の文献(6)のとおり、http://kouzou.cc.kogakuin.ac.jp/Member/Boss/Paper/2005/aki-part2.pdfお互い、意気投合させて頂きました。2005年初頭、毎日、英文emailで、地震を作り出す地球物理学現象に関する数多くの意見とインスピレーションを、インド洋に浮かぶレユニオン島から届けて下さったメンターでした。

文献【2】Appendix C3とおり、私の地震予知論文、プリプリント、特許第4608643(出願日、2003.01.17:発行日、2011.01.12)

「地震の予知方法、地震の予知システム、地震の予知プログラム及び記録媒体」の技術資料を精読され、

「天国の誰かが、私たちを、引き合わせた」

 と、文献【2】に引用した2005127日付の2通のemailに述べられています。

Dear Takeda-san:

I finished reading through all the documents you sent me, and I now feel that our accidental meetings might have been planned by someone in heaven. 省略

Thank you for the exciting time I have had since reading your emails.

With best regards,

Kei Aki

Dear Takeda-san:

My excitement continues from reading your paper. 省略

I have a feeling that my dream about the future of earthquake prediction described in that paper may be realized by you. Perhaps that was the intention of someone in heaven who arranged several accidental meetings between you and me!

With best regards,

Kei

特許arXivの論文とおり、私は、「安芸先生が追い求めた地震予知」を、完成させたと確信しています。

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研究者とパートナー募集

画期的なプロジェクトの研究職に、大学生、院生、専門家、サバティカル、学術機関や企業とのパートナーシップを募集しています。

プロジェクトは
1. 物理的ウエーブレットを用いて確立した地震予知原理と運用に基づき、世代と国境を超えた地域社会の地震災害軽減戦略を検討する。南海トラフとCascadiaにおける災害軽減を検討例とする。
2. 物理的ウエーブレットを、物理情報を取り入れた機械学習(PIML)に組み込み、自然災害の生成過程の物理を明確にする。
3. 物理的ウエーブレットを用いてDNAの配列と生成過程の物理を明確にし、革新的ながん治療方法の可能性を探求する。
4. 高感度地震計・傾斜計(卓上型2軸式)の家庭用機器としての販売検討。
振り子のキャパシタンス容量変化を、広帯域10^-5〜10^3 galに変換しPCとワイヤレス接続し機能する新規開発した地震計。
5. 心電・血圧計の量産化の再検討。
革新的なVF変換器を備え、PCやiPhone等とワイヤレス接続し機能する。
6. 再生可能エネルギーおよびソーラー農場施設を備え、自然災害に強い自給自足型コミュニティへの改造を探究する。

応募者は、対象プロジェクト、研究趣旨、経歴、要望、質問等を自由形式で記述し、takeda-f(at)epi21.org (at) = @までご連絡ください。応募メール及び添付PDFファイルは、採択判別のみに使用し、他目的には一切使用しません。

武田文秀がプロジェクトを主導します。

@ 国内外を含めたあらゆる勤務形態、在宅勤務、パートタイム等も可能。

A 無農薬・有機栽培・オフグリッド・自給自足の生活樹立と、そのプロジェクトに興味があれば、Epi21無農薬・有機栽培農園とトラクター等の農機、施設、及び、家族も含めた宿泊施設を、長短期、利用できます。

 健康の維持・管理に、Epi21スポーツジム施設利用できます。

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Last Updated: 2024/05/04 14:30