雷鳴を地下の危険を可視化する手段に、研究者が実証

研究者らは雷鳴が生み出す振動を利用し、地下構造の画像化に成功した。浅い地層の地質災害を、周囲への影響をより抑えながら調べられる可能性を示した。

雷鳴の音響エネルギーが地表に届くと、その一部は土壌や岩石を伝わる地震波になる。ペンシルベニア州にあるペンシルベニア州立大学のユニバーシティ・パーク・キャンパスで、研究者らは長さ4キロメートル超の既設の通信用光ファイバーケーブルを使い、この「雷鳴による地震動」を検出した。レーザーパルスによって、ケーブルは密に配置された2,100個以上の振動センサーとして機能した。

2年間で、このシステムは明瞭な雷鳴による地震動を458回記録した。チームは、周波数の異なる波が異なる速度と深さで伝わる様子を測定し、掘削することなく深さ約100メートルまでの地下の状態を再構成した。得られた画像では、波の伝わる速度が異常に遅い領域が4か所見つかり、破砕または風化した岩石、水、空気の存在が示唆された。そのうち2か所は、衛星レーダーで確認された、地盤沈下が進行している地域と一致した。

Science Advancesに掲載されたこの研究は、すぐに利用できる監視ネットワークではなく、概念実証の段階にある。ただし、自然に発生する嵐と地域の地下にすでに埋設されている光ファイバーが、専用機器を必要とすることの多い従来の地震探査を補完できることを示している。研究者らによると、将来的には地震が少ない場所や立ち入りが難しい場所も含め、陥没穴、地下水、地滑り、建設予定地の評価に役立つ可能性がある。