破壊学事始

大西洋中央海嶺のことを書いておきたい。中央海嶺がプレートテクトニクスの証拠であるとされる根拠に、磁場の逆転の記録がある。

wikiによれば「岩石中に一般的に含まれる鉱物である磁鉄鉱は、その名の通り常温で磁気を帯びている。磁鉄鉱を加熱していくと、キュリー温度で磁気がなくなり、冷却すると再度磁気を帯びる。このとき磁鉄鉱が帯びる磁気は周辺の磁場（地磁気）の方向に従う。海洋底鉱物にも微量の磁鉄鉱が含まれており、海嶺でマントル成分が冷やされて、海洋底が生成された時の磁気を帯びている。」と説明されている。

さて、筆者はアマチュア無線家で電磁気に関しては、一応一通りの知識がある。この解説ではキュリー温度以下になったときに磁化されるとあるが、これはその通りである。しかし、磁化された磁鉄鉱が数万、数十万年もの長期間、磁化された状態を保つとはとても考えられないのだ。

カセットテープは磁鉄鉱とほぼ同じ粉末が塗ってあり、地球磁場よりはるかに強い磁場で磁化される。しかしカセットテープの磁場は、次第に減衰して、３，４０年ほどで、記録が読み出せなくなってしまう。

中央海嶺の周辺にある岩石が、数十万年も同じ方向に磁場を保持することは不可能なのだ。逆転している磁場は、ごく最近記録されたと考えるべきである。

ではなぜ地球磁場と違う方向で磁化されたのか？　おそらく地電流の仕業と思えるが、くわしいメカニズムは不明だ。

まず、これを見ていただきたい。

通常、雷放電は上空の積乱雲から大地へと放電が向かう。しかしこの動画の雷は逆だ。スプライトという電離層に向かって放電する現象も知られているが、大地から放電するのはどのような仕組みなのだろうか？　これはひとまず、置いておくとして、次の画像を見て欲しい。

これは、地磁気の強度を等高線として表した地図である。ユーラシア大陸の中央にある磁場の強い地帯は、シベリアトラップと重なる。カナダの強磁帯も火山地帯だ。見て欲しいのはこの等高線のパターンだ。何かに似てないだろうか？

適当に書き込んでみたのだけれども、これは火山と地震の分布を重ね合わせたものだ。中央海嶺が合っていないが、ほかは、ほとんどが合っていると思う。磁場の強度の等高線が混んでいるラインに沿って地震と火山地帯が重なっている。天気図で言えば、前線ということになる。これは偶然なのだろうか？

大部分の日本人は、地震の原因がプレートテクトニクスで説明されているように、プレート移動による歪が岩盤に蓄積され、断層がずれることで歪のエネルギーが解放、地震が起きる、と考えているだろう。考えていうというよりも教え込まれていると言った方が正しい。断層が動くことが地震の原因と考えているひとは、自分で考えたわけではなく、ただ、学校で教わったので信じているに過ぎないからだ。

しかし、一連の群発地震では、数ヶ月にわたってＭ５～Ｍ３程度の地震が続く。これは歪の解放では説明がつかないことは、前に書いた。おそらく地震は、マグマの活動によるものだという推測である。マグマの岩盤への貫入、あるいはマグマ内部での爆発が地震の原因と考えられる。

では、何がマグマを爆発的現象に導くのかといえば、まだそれはわからないというしかない。しかしある程度の推測は可能だ。

マグマは大量のガス、水蒸気を含んだ過熱状態にある。なんらかの現象をきっかけに、ガスが爆発的に膨張する。これが地震の原因だ。では、なにがきっかけで、マグマはガス爆発するのだろうか？

ひとつは、高エネルギー宇宙線だろう。しかし高エネルギーといってもせいぜい地表から数百メートル、数キロ程度しか宇宙線は影響を与えない。地表近くにマグマだまりがあった場合は、宇宙線の影響でガスの突発的膨張が起きるかもしれない。しかし大部分の地震は地下１０ｋｍより深い震源を持つ。

そう考えているときに、youtubeで桜島の噴火動画をみた。桜島の噴火では、夜間、きれいな火山雷が映っていた。噴出したマグマが飛び散ると、その間に放電現象が見られるのだ。火山雷は飛び出した粉塵が摩擦で静電気を蓄えて起こるとネットでは説明されている。砂漠を飛行するヘリコプターのローターでも放電現象は見られるらしい。

しかしyoutubeにアップされているさまざまな火山雷の動画を見ていると、摩擦による静電気ではないと思うようになった。それは、マグマが噴火した直後から放電が行われている動画が多いことからだった。

通常、積乱雲では内部で小さな氷の粒が上昇気流で何度も巻き上げられていく過程で静電気が蓄積していく。たった一度の上昇で落雷するほどの電圧にはならない。通常の大気であれば1cm放電するには3万ボルト必要になる。雷のように数百メートル、数キロメートルの放電には、数百万から数十億ボルトの電圧が必要だ。

火山雷も数十メートルから数百メートルの放電なので、数百万ボルトにもなっているはずだ。マグマが火口から噴出した直後に、数百万ボルトの高電圧が静電気で起きるとは考えにくい。

火山雷の高電圧の原因は、おそらく、地下にあるマグマが帯電した状態で吹き出てくると、吹き出るさいの運動量が電圧に変化するからだと考えられる。つまり、電荷が蓄えられたコンデンサーの電極を離すと、電圧が上昇する効果が火山雷の高電圧の原因なのである。だから火口からマグマが飛び出した直後に放電が起きるのだ。

これが地震の原因と何が関係すると思うかもしれない。しかしマグマは、実は良好な電導体なのである。地下にあるマグマは、地電流の通り道なのだ。

ここから先はまったくの仮定になる。もしマグマ内部で血電流の流れが、大気中の雷と同じような現象を起こすとしたら、その衝撃はマグマ内部のガスを発泡させるきっかけになる。では何がマグマ内部の放電現象＝雷を招くのか？

プラズマボールを地球だと考えて欲しい。通常地球内部では、良好な電導体であるマグマ内部を電流が流れている。外部から、つまり電離層が電圧に変化をもたらすと、その部分の地電流が変化する。プラズマボールでは指を近づけた部分に内部の放電が集まってくる。これがマグマ内部での雷現象だ。
続く…