高速インターネットに接続するためのケーブルが、従来よりも安価で、ずっと効率的な地震検知の方法にとって変わるかもしれない。

光ファイバーケーブルは、ガラス繊維のなかを進む光を使って情報を伝える。光は電線を通って移動する電子よりもエネルギー損失が少なく、伝送速度も速い。通信技術としてより効率的なので、いまは広く利用されている。

こうして世界中の地下に張り巡らされている光ファイバーケーブルが近い将来、別の用途にも役立つかもしれない。低コストの地震検知センサーとして使える可能性があるのだ。

ケーブルの微小な変動を計測

地震が発生すると、震源からの揺れが一連の地震波となって地面を伝わっていく。まず最初に、進行方向と平行に振動する「P波」が放射され、続いて進行方向に垂直に振動する「S波」が放射される。P波とS波を分析すれば、地震の大きさと震源地がわかる。

ドイツ地球科学研究センターの研究チームが7月3日付で科学誌『Nature Communications』に発表した新たな論文によると、地震によって地盤にかかる荷重がどの程度あるのか計測する際に、光ファイバーケーブルを利用できるという。地震波によって地盤が押されたり引かれたりすることにより、ケーブルの長さに微小な変動が生じる。これを計測に利用する仕組みだ。

まず研究チームは、ブロードバンド通信用に設計された光ファイバーケーブルを使った実験を計画した。アイルランドで人工的に発生させた地震波を、地震検出器として使った光ファイバーによって検知するものだ。

この実験の結果、研究チームが人工的に発生させた複数の地震波を、光ファイバーは検出することができた。それだけでなく、地域の断層やそのほかの地質構造の特定にも成功したのである。

カリフォルニア州パサデナにある米地質調査所（USGS）の地球物理学者であるエリザベス・コクラン博士は、次のように語っている。なお、博士は今回の研究には参加していない。

「実験の結果から、光ファイバーを使えば地盤変動を数メートル間隔で測定できることがわかります。現在、地震検知に使用されている地震計は、その間隔が何キロメートルも離れてしまう場合が多いのです」

地震の早期警報システムに応用できる

コスト面でも有利といえる。すでに海底に敷設されたケーブルを利用するので、追加の機器を地中に新たに設置するよりも、はるかに安価で済む。

コクランによると、この技術を使って地震の発生を予知できる可能性は低いという。地震予測に利用できる信頼性の高い前兆信号が、いまのところ存在しないからだ。

「地震の予測はできませんが、検出を迅速化するデータを提供できる可能性はあると考えています。例えば、地震の早期警報システムに利用できるようなデータです」と、コクランは話す。

研究チームは論文のなかで、次のように記している。「世界中に張り巡らされた光ファイバーのネットワークを地震計として利用できれば、地震災害の危険度評価と探査の新たな扉を開くことになるでしょう」