現 象>地震波・大気波>爆発により地震が発生し気圧の変化がありました

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  地震波・大気波                                              


 

ツ ングースカ異変の中心地の南南東973kmにあるイルクーツク気象台は1884年に設立され、1886年から気象観測と磁気測定を開始しています。そしてすぐにシベリアの地球物理学の中心となり、1895年地球物理学者で気象学者のヴォズネ センスキー(A.V.Voznesensky) が責任者となりました。ヴォ ズネ センスキーは自身で気球の飛行を行ったり、規則的な空中観測を行うなど進歩的な学者で、観測所の機器はいつも最新式のものを備えてあったということです。 彼はまたこの地域でしばしば起こる地震に関する情報をあつめるための観測者の通信ネットワークを創りました。このネットーワークには気象観測所の管理者、 郵便局員、教師など地元の知識階級の代表が含まれていました。1908年6月28日と30日に観測所の2つの地震計が地震を記録して、ヴォズネ センスキーはすぐに彼の地震ネットワーク員にアンケートを送りこの2つの地震の細部を提供するように求めました。
28日の地震はほぼ全員が震動を記録したましたが、30日の地震はごく少数でしたが、たいていの回答者が30日の朝に雷鳴か大砲の発射音のような音を聞いていて火球を目撃したことを報告した人もいました。しかし残念なことに
ヴォズネ センスキーはツングースカ爆発のどんな現象をも感じず、アンケートには震動についてだけの特徴を質問しました。

28日の地震は30日のものよりも強くそしてごく普通に見える震動が記録されていましたが、30日0時18分頃(世界時、現地時間午前 7時過)から記録された弱い地震波は不思議な震動でした。(*1)

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お よそ2分 後に最大振幅を記録し、それから震動はゆっくりと小さくなってゆきましたが、1時03分06秒頃からその中心が波打ち始めました。ヴォ ズネ センスキーはネットワークから集めたデータを処理し、地震計のデータ解析からこの震動は隕石の落下によるものと判断し落下場所の座標N60° 16′、E103°06′と落下時刻 0時17分11秒という現在知られている値と比べても驚くべき精度の計算値を得ました。また隕石の経路を南南西から北北東と計算しました。驚くべきことにヴォズネ センスキーはこの現象を「隕石の破壊」と呼び高度20kmで隕石が破壊して地表に破片が落下したことにより微震が発生したと考えました。ヴォズネ センスキーは1908年6月30日に中央シベリアで弱い地震があったことを科学アカデミー地震委員会に提出したもの、飛行の目撃情報や彼が計算した経路や爆心地の情報はあえて含めませんでした。ヴォズネ センスキーが彼のデータを論文にして公表したのは1925年のことでした。(*2)

こ の地震波はタシケント(ウズベキスタン共和国の首都、爆心地から3099km)、 トビリシ(旧ティフリス、グルジア共和国の首都、爆心地から 4335km)、イェナ(ドイツ、爆心地から5293km)でも記録されました。ほかに記録があるのか判りませんが、ヨーロッパ全土で地震波を記録できた のではないでしょうか。
ベン・メネヘム(A.Ben―Menahem)は、この地震の規模をマグニチュード5.0と推定しています。(*3)

爆発音は1200kmの遠方でも大砲を発射するような音として聞かれています。シベリア各地の気象台や測候 所の普通の自記気圧計が異常な気圧の振動を記録しており、そのもっとも遠方はヴェルホヤンスク (ツングースカの東方約1680km) のようです。また感度の良い、微気圧計を備えてある各国の気象台ではポツダム(ドイツ、約5080km) が4時間30分後に、バタヴィア (Batavia、インドネシア現ジャカルタ、約7470km) が6時間30分後に、ワシントン(約8910km) では7時間50分後に微気圧変動が観測されました。さらにポツダムでは爆心地から直接伝わってきた波のほかに地球の反対側をまわってきた波を30時間15 分後に検出していました。この波の伝わった距離は約34920kmにもなります。(*4)

1963 年8月に調印された部分的核実験禁止条約は、核実験による爆発を遠方からでも検知できることが可能になったことが大きな推進力になったといわれています。 ロシアの地球物理学者 Leonid Brekhovskikh と Ivan Pasechni は自記気圧計の記録は核と非核では根本的に異なると証明しました。エネルギーの集中が小さい非核の爆発による自記気圧計の記録は、波形の形と周期は一定の ままです。爆心地から自記気圧計までの距離がどんなに遠くてもそれが記録される時間は同じです(もし、爆心地から100km離れて10分間爆発の記録をし たら、5000km離れていてもそれが10分間続くことを意味する)。エネルギーの集中が高い核の爆発の場合は、波形の振幅と周期が時間と共に減少してゆ きます。従来の爆発と違い自記気圧計から遠い核爆発の場合はその記録は長時間続きます(数100kmの距離で数分間、数1000kmで30分間)。 (*5)

下 図は実際の非核、ツングースカ爆発、核爆発の自記気圧計の波形の比較です。非核は強力な化学爆発で、核爆発は1954年3月、マーシャル諸島(ビキニ環礁の実験 のことだと思われます)のときの記録です。ツングースカのものはロンドン(爆心地から5740km)での記録です。非核と核、どちらのほうに近いかと問わ れれば、核の方ということになるのでしょう。

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これは私のいい加減な見方だけではなく、京都大学理学部教授で気象学・気象変動論の専門家であった山元龍三郎氏も記しています。その随筆「隕石、波およびNEIAC」から以下に引用します。

< 私が1908年のシベリア大隕石落下について知ったのは京都大学大学院在学中のことであった。当時私は気圧の微細変化を観測していたが、1954年3月に 奇妙な波形の観測に気づいた。これを指導教官の故滑川忠夫教授に報告したところ、英国気象局長のショウ卿が原因不明の変化として著書に記していたものと波 形がよく似ているので、文献を調べるように指示された。
ショ ウ局長の原因不明とした波形の正体が判明したのは、彼が気づいてから20年以上も経過した1930年のことであった。彼の教え子のホイップル博士が、地震 計記録と照合して調査した結果、シベリアのバイカル湖近くで発生して、英国までの約7,500キロの距離を伝播してきた大気の波だったと結論した。その場 所では、1908年6月30日にマグニチュード5規模の地震があり、約2,000平方キロの森林がなぎ倒された。大隕石落下の衝撃で大気の波が発生したに 違いないとの結論であった。
私が1954年3月に気づいた波形は、シベリア大隕石によるものと非常に類似していたので、爆発が原因だと推測した。 その後も立て続けに観測され、結局、太平洋での米国の水爆実験による大気波だと結論できた。この大気波動の波形の検討が、世界初のディジタル電子計算機 ENIACとのかかわりを生んだ。
英国で観測されたシベリア大隕石落下による大気波動の周期は2分乃至30分である。この他に、当時の器械では周 期を確定できないほどの短い周期の振動が記録されていたが、これは地震動によるものだというのがショウ局長の解釈であった。この解釈を支持する理論が、 ENIACを利用して組み立てられた。
大 衝撃による大気運動のうちで数千キロの遠方まで伝播するものは、大気の重力波である。その波動理論には合流型超幾何方程式と呼ばれる微分方程式が現れる が、これを解析的に解くことは困難である。ENIACを利用してこの方程式を数値的に解いたのが、イスラエルのワイズマン研究所のペケリス教授である。彼 は、高さと共に気温の低下する対流圏が約10キロの高度まで存在し、その上に気温一定の成層圏が無限大の高さまで拡がっているという大気モデルを設定し て、計算を進めた。彼は、遠距離まで伝播しうるのは2分より長い周期の波に限られ、短い周期の波は伝播途中で減衰してしまい遠くまで到達しないとの結論を 得て、1948年のPHYSICAL・レビュー誌に発表した。
しかし、私は、水爆実験の際の波形について1分程度の短周期を確認し、ペケリスの大 気モデルを修正して彼の理論の海鮮の必要性を認識した。一様気温の成層圏の代わりに、高度とともに気温の上昇する気層を高さ30キロから50キロまで挿入 することにより、1分程度の短周期の波の長距離電波が可能になることが、定性的考察から示唆された。
しかし、当時、私たちはENIACのようなディジタル計算機を自由に利用できなかったので、思い切った近似をほどこしてペケリス理論の近似的拡張を試み、私の学位論文が完成して学会誌に印刷公表されたのが、1957年のことであった。
後 日談・近年になって行われたシベリアの爆発地点での地層探査の結果、隕石の形跡が全然見当たらないので、隕石落下説に疑問を抱く研究者もおり、最近では、 この現象をツングスカの爆発と呼ぶのが一般である。その正体に関する議論は今なお賑やかで、1996年のNature誌に論文が掲載されたりしている。 >

文 中、英国までの距離を約7,500キロとしていますが、これは5,700キロの誤りでしょう。またショウ局長というのはW.N.Shaw 博士でホイップル博士はF.J.W.Whipple でその論文は「The Great Siberian Meteor and The Waves,Sesmic and Aerial,wihic it Produced」です。山元氏は和歌山県潮岬の微気圧計に記録された波形に注意されたものです。

日 本ではツングースカ異変現象を検出していたでしょうか。「明るい夜」、「地震波」、「大気波」いずれも日本での観測報告は無いように思います。日本でも地 震波や微気圧変動を記録していたと思われるのですが、観測データを処分してしまっている場合が多いようです。私は新潟地方気象台を訪れたときに1908年 6月30日の観測原簿を見せてもらいましたが、自記記録計のデータはもしかしたら倉庫にあるかもしれないが捜すのは簡単 じゃない、と職員の方が言っておられました。どこかの気象台、大学、研究所にはデータが眠っている可能性があるのですが、処分されないうちに捜し出さない と取り返しのつかないことになります。

*1   Giant Meteorites
        E.L.Krinov     Pergamon Press (1966)
*2 The fall of a meteorite on June 30,1908,in the upper reaches of the river Khantanga
      Mirovedeniye, 1925,Vol. 14
      Voznesensky.A.V
*3 SOURCE PARAMETERS OF TEH SIBERIAN EXPLOSION OF JUNE 30,1908,FOME
            ANALYSIS AND SYNTHESIS OF SEISMIC SIGNALS AT FOUR STATIONS
        A .Ben-Menahem   
Physics of Earth and Planetary Interiors, 11(1975)1-35
*4 AIR WAVES CAUSED BY THE FALL OF THE METEORITE ON 30TH JUNE,1908, IN CENTRAL SIBERIA
    I.S.Astapowitsch        Quarn.J.of Royal Meteorological Society Vol.60 1934

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