JPH0711577B2 - 地電流検出装置 - Google Patents
地電流検出装置Info
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- JPH0711577B2 JPH0711577B2 JP29803892A JP29803892A JPH0711577B2 JP H0711577 B2 JPH0711577 B2 JP H0711577B2 JP 29803892 A JP29803892 A JP 29803892A JP 29803892 A JP29803892 A JP 29803892A JP H0711577 B2 JPH0711577 B2 JP H0711577B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/02—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current
- G01V3/06—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current using ac
-
- G01V1/01—
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は大地震等の前兆現象と
して過度的に発生する地電流等を検出する地電流検出装
置に関するものである。このような地電流の検出（装
置）は地震発生の予知、或いは地熱発電開発のための地
殻破壊の規模の推定等に利用することができる。
して過度的に発生する地電流等を検出する地電流検出装
置に関するものである。このような地電流の検出（装
置）は地震発生の予知、或いは地熱発電開発のための地
殻破壊の規模の推定等に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】古来より、大地震に先立ちさまざまな電
磁気異常現象（地電流（地電位）あるいは電気抵抗の急
な変化、発光現象、動物の異常行動、地震雲の発生な
ど）が観察・報告されている。
磁気異常現象（地電流（地電位）あるいは電気抵抗の急
な変化、発光現象、動物の異常行動、地震雲の発生な
ど）が観察・報告されている。
【０００３】地電流を検出しての地震予知は、すでに、
ＶＡＮ法（創始者Ｖａｒｏｔｓｏｓ，Ａｌｅｘｏｐｏｕ
ｌｏｓ，Ｎｏｍｉｃｏｓの頭文字をとって呼ばれてい
る。）として知られている方法がギリシャにおいて行わ
れており、高い率で予知に成功している。この方法は、
東西、南北方向に数１０ないし数１００ｋｍの間隔をお
いて地中数ｍの深さに電極を埋設し２点間の電位差を計
測するもので、測定された信号は、０．１Ｈｚのローパ
スフィルターをかけたのちにＡ／Ｄ変換して電話回線を
通してアテネ近郊の中央観測点にリアルタイムで転送し
記録計に表示する方法で行われている（Ｐ．Ｖａｒｏｔ
ｓｏｓ ａｎｄ Ｍ．Ｌａｚａｒｉｄｏｕ著；Ｔｅｃｈ
ｔｏｎｐｈｙｓｉｃｓ，１８８（１９９１）第３２１頁
−第３４７頁．参照）。
ＶＡＮ法（創始者Ｖａｒｏｔｓｏｓ，Ａｌｅｘｏｐｏｕ
ｌｏｓ，Ｎｏｍｉｃｏｓの頭文字をとって呼ばれてい
る。）として知られている方法がギリシャにおいて行わ
れており、高い率で予知に成功している。この方法は、
東西、南北方向に数１０ないし数１００ｋｍの間隔をお
いて地中数ｍの深さに電極を埋設し２点間の電位差を計
測するもので、測定された信号は、０．１Ｈｚのローパ
スフィルターをかけたのちにＡ／Ｄ変換して電話回線を
通してアテネ近郊の中央観測点にリアルタイムで転送し
記録計に表示する方法で行われている（Ｐ．Ｖａｒｏｔ
ｓｏｓ ａｎｄ Ｍ．Ｌａｚａｒｉｄｏｕ著；Ｔｅｃｈ
ｔｏｎｐｈｙｓｉｃｓ，１８８（１９９１）第３２１頁
−第３４７頁．参照）。
【０００４】また、藤縄、高橋らは地下に埋設した約６
００ｍのケーシングパイプとその周囲に張り巡らせた延
べ１４０ｍの導線を計測用電極として、ＤＣ〜０．７Ｈ
ｚ，０．０１〜０．１Ｈｚ，１〜９ＫＨｚの周波数帯域
での地震前兆としての電磁波の異常現象を捉えている
（藤縄幸雄、高橋耕三、熊谷貞治著、地震４３巻、２号
（１９９０）第２８７頁−第２９０頁．参照）。
００ｍのケーシングパイプとその周囲に張り巡らせた延
べ１４０ｍの導線を計測用電極として、ＤＣ〜０．７Ｈ
ｚ，０．０１〜０．１Ｈｚ，１〜９ＫＨｚの周波数帯域
での地震前兆としての電磁波の異常現象を捉えている
（藤縄幸雄、高橋耕三、熊谷貞治著、地震４３巻、２号
（１９９０）第２８７頁−第２９０頁．参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＶＡＮの方法は、わが
国やフランスなどでも試験されているが、ギリシャのよ
うな成功には至っていない。これは、地質や気候（ギリ
シャは比較的乾燥している）の違いや都市域での人為的
な電波の発生強度などの差異によるものと考えられる。
また、（ＶＡＮ法でも）、雨や雷のような自然現象ある
いはさまざまな人工的な電気雑音も計測にかかるため
に、地震の前兆としての信号か否かを判断するのに人の
判断が必要である。
国やフランスなどでも試験されているが、ギリシャのよ
うな成功には至っていない。これは、地質や気候（ギリ
シャは比較的乾燥している）の違いや都市域での人為的
な電波の発生強度などの差異によるものと考えられる。
また、（ＶＡＮ法でも）、雨や雷のような自然現象ある
いはさまざまな人工的な電気雑音も計測にかかるため
に、地震の前兆としての信号か否かを判断するのに人の
判断が必要である。
【０００６】図５は、フィールドでのダイナマイトを使
った岩石破砕現場において、破砕箇所から７０ｍ離れ、
かつ地表面から２ｍの浅い位置で信号の計測を試みたも
のであるが、商用周波数との干渉によるノイズ信号に埋
もれていて、地電流の検出はとうてい不可能である。
った岩石破砕現場において、破砕箇所から７０ｍ離れ、
かつ地表面から２ｍの浅い位置で信号の計測を試みたも
のであるが、商用周波数との干渉によるノイズ信号に埋
もれていて、地電流の検出はとうてい不可能である。
【０００７】このように地表の離れた２点間の電位差、
あるいは２点間を流れる電流や、２点間の抵抗を計測す
る方法は、２点間の地質が異なることや降雨、落雷など
気象変化、或いは人工的な電磁ノイズの発生の影響が一
定しない欠点があり、測定地域の差異が大きい。すなわ
ち、信号がこれら擾乱の影響なのか、あるいは地震前兆
を示唆する信号なのかの判断が、観測者の経験に依存す
る。また、計測器は、ペンレコーダーなどを用いている
ので、破壊誘起電流のように早い変動の信号に対して感
度が低い。このような背景から、地域の気候や生活活動
あるいは人間の判断（個人差）に影響されない地電流の
検出方法の確立が望まれる。
あるいは２点間を流れる電流や、２点間の抵抗を計測す
る方法は、２点間の地質が異なることや降雨、落雷など
気象変化、或いは人工的な電磁ノイズの発生の影響が一
定しない欠点があり、測定地域の差異が大きい。すなわ
ち、信号がこれら擾乱の影響なのか、あるいは地震前兆
を示唆する信号なのかの判断が、観測者の経験に依存す
る。また、計測器は、ペンレコーダーなどを用いている
ので、破壊誘起電流のように早い変動の信号に対して感
度が低い。このような背景から、地域の気候や生活活動
あるいは人間の判断（個人差）に影響されない地電流の
検出方法の確立が望まれる。
【０００８】また、低周波数帯域の信号を検知する方法
は、都会地のような人工の電磁気ノイズが大きいところ
では、地中の深いところまで人工ノイズによる電磁界擾
乱が侵入するために（後出の表皮深さの計算を参照）、
ノイズ低減のためにはより深い位置での計測が必要とな
る。また、低周波数の電磁波検知には大きなアンテナが
必要となるから多大な設備がかかることになる。この発
明は、岩石の小規模な破壊が進む中で、破壊にともなっ
て電荷の放射が起こり、変動の早い過度電流信号として
岩石中を伝播することを検出した実験的成果に基ずくも
のである（Ｙ．Ｅｎｏｍｏｔｏ ａｎｄ Ｈ．Ｈａｓｈ
ｉｍｏｔｏ著，Ｎａｔｕｒｅ，３４６，６２８５（１９
９０）第６４１頁−第６４３頁．、Ｙ．Ｅｎｏｍｏｔｏ
ａｎｄ Ｈ．Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ 著， Ｔｅｃｈｔ
ｏｎｐｈｙｓｉｃｓ．（１９９２）参照）。
は、都会地のような人工の電磁気ノイズが大きいところ
では、地中の深いところまで人工ノイズによる電磁界擾
乱が侵入するために（後出の表皮深さの計算を参照）、
ノイズ低減のためにはより深い位置での計測が必要とな
る。また、低周波数の電磁波検知には大きなアンテナが
必要となるから多大な設備がかかることになる。この発
明は、岩石の小規模な破壊が進む中で、破壊にともなっ
て電荷の放射が起こり、変動の早い過度電流信号として
岩石中を伝播することを検出した実験的成果に基ずくも
のである（Ｙ．Ｅｎｏｍｏｔｏ ａｎｄ Ｈ．Ｈａｓｈ
ｉｍｏｔｏ著，Ｎａｔｕｒｅ，３４６，６２８５（１９
９０）第６４１頁−第６４３頁．、Ｙ．Ｅｎｏｍｏｔｏ
ａｎｄ Ｈ．Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ 著， Ｔｅｃｈｔ
ｏｎｐｈｙｓｉｃｓ．（１９９２）参照）。
【０００９】この研究においては、低周波数の信号を検
出する従来法と異なり、周波数の早い成分（実効的に１
ＭＨｚ以上）の電荷変動を捉えることに特徴がある。し
かし、フィールドでのダイナマイトを使った岩石破砕現
場において、破砕箇所から約７０ｍ離れ、かつ地表面か
ら約２ｍの位置で過度電流信号の検出を試みたところ、
図５のように商用周波数との干渉によるノイズ信号で、
岩石破壊による過度電流信号が埋もれて判別できない。
出する従来法と異なり、周波数の早い成分（実効的に１
ＭＨｚ以上）の電荷変動を捉えることに特徴がある。し
かし、フィールドでのダイナマイトを使った岩石破砕現
場において、破砕箇所から約７０ｍ離れ、かつ地表面か
ら約２ｍの位置で過度電流信号の検出を試みたところ、
図５のように商用周波数との干渉によるノイズ信号で、
岩石破壊による過度電流信号が埋もれて判別できない。
【００１０】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、地域の気候や生活活動あるいは人間の
判断（個人差）に大きく影響されることなく、都会地域
でも地電流の検出と地震の予知を容易かつ確実に行うこ
とができる地電流検出装置を提供することを目的とする
ものである。
たものであって、地域の気候や生活活動あるいは人間の
判断（個人差）に大きく影響されることなく、都会地域
でも地電流の検出と地震の予知を容易かつ確実に行うこ
とができる地電流検出装置を提供することを目的とする
ものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の地電流検出装置は、地表で発生した電磁波の表
皮深さより深い地下に設置された地下埋設電極と、地表
付近に設けられた電磁シールドルームと、電磁シールド
ルーム内に設置の第２の電極と、これらの電極間に流れ
る過度電流を検出する目的の電荷検出器（前置増幅器と
主増幅器とからなる）により回路を構成し、地表の人工
的、気象的電極ノイズを完全に遮蔽したことを特徴とし
ている。
の発明の地電流検出装置は、地表で発生した電磁波の表
皮深さより深い地下に設置された地下埋設電極と、地表
付近に設けられた電磁シールドルームと、電磁シールド
ルーム内に設置の第２の電極と、これらの電極間に流れ
る過度電流を検出する目的の電荷検出器（前置増幅器と
主増幅器とからなる）により回路を構成し、地表の人工
的、気象的電極ノイズを完全に遮蔽したことを特徴とし
ている。
【００１２】また、この発明の地電流検出装置は、地表
で発生した電磁波の表皮深さより深い地中に設置された
検知電極と、それよりはほぼ鉛直の方向に地表近くに設
けられた第２電極と、これらの電極間に流れる過度電流
を検出するための前置増幅器と主増幅器を含む電荷検出
器により回路を構成し、地表の人工的電極ノイズを完全
に遮蔽したことを特徴としている。
で発生した電磁波の表皮深さより深い地中に設置された
検知電極と、それよりはほぼ鉛直の方向に地表近くに設
けられた第２電極と、これらの電極間に流れる過度電流
を検出するための前置増幅器と主増幅器を含む電荷検出
器により回路を構成し、地表の人工的電極ノイズを完全
に遮蔽したことを特徴としている。
【００１３】
【作用】地殻のいずれかの箇所で破壊が生じると破壊誘
起電荷放射現象が生じ、信号が地中を伝わり検知電極に
入る。検知電極に入った信号は絶縁性のパイプ内のシー
ルド線を通して地表の電荷検出器に送られる。電荷検出
器で信号がＡＤ変換され、ステーション外に設置された
観測室（図示せず）に電話線などを介して転送される。
岩石中を伝播する電流の強さは、岩盤の破壊点（震源）
から測定点までの距離ｒに反比例し、震源の大きさにほ
ぼ比例する（Ｐ．Ｖａｒｏｔｓｏｓ ａｎｄ Ｍ．Ｌａ
ｚａｒｉｄｏｕ；著Ｔｅｃｈｔｏｎｐｈｙｓｉｃｓ，１
８８（１９９１）第３２１頁−第３４７頁．参照）。し
たがって、多点観測によって震源の位置の同定が可能に
なる。検出系の等価回路は電磁シールドルーム、パイ
プ、導電領域により外部の電磁気や気象の擾乱から隔離
されていて、微小な地電流を高いＳ／Ｎ比で計測する。
起電荷放射現象が生じ、信号が地中を伝わり検知電極に
入る。検知電極に入った信号は絶縁性のパイプ内のシー
ルド線を通して地表の電荷検出器に送られる。電荷検出
器で信号がＡＤ変換され、ステーション外に設置された
観測室（図示せず）に電話線などを介して転送される。
岩石中を伝播する電流の強さは、岩盤の破壊点（震源）
から測定点までの距離ｒに反比例し、震源の大きさにほ
ぼ比例する（Ｐ．Ｖａｒｏｔｓｏｓ ａｎｄ Ｍ．Ｌａ
ｚａｒｉｄｏｕ；著Ｔｅｃｈｔｏｎｐｈｙｓｉｃｓ，１
８８（１９９１）第３２１頁−第３４７頁．参照）。し
たがって、多点観測によって震源の位置の同定が可能に
なる。検出系の等価回路は電磁シールドルーム、パイ
プ、導電領域により外部の電磁気や気象の擾乱から隔離
されていて、微小な地電流を高いＳ／Ｎ比で計測する。
【００１４】
（実施例１）以下、この発明の詳細を一実施例を示す図
面について説明する。図１において１は地電流検出であ
って、システム全体を示す。地電流検出装置１は商用周
波数の電磁界の表皮深さよりも深い地下に埋設したれ検
知電極２と電磁シールドルーム３と絶縁性パイプ７に設
置した前置増幅器４ａ電磁シールドルーム３内の主増幅
器４ｂからなる電荷検出器４と第２の電極５とを備えて
いる。検知電極２は耐腐食性を有する導電性材料で構成
されていて電荷を検出するものである。
面について説明する。図１において１は地電流検出であ
って、システム全体を示す。地電流検出装置１は商用周
波数の電磁界の表皮深さよりも深い地下に埋設したれ検
知電極２と電磁シールドルーム３と絶縁性パイプ７に設
置した前置増幅器４ａ電磁シールドルーム３内の主増幅
器４ｂからなる電荷検出器４と第２の電極５とを備えて
いる。検知電極２は耐腐食性を有する導電性材料で構成
されていて電荷を検出するものである。
【００１５】検知電極２は、岩石破壊に伴って放射され
る早い電荷変動を有効に検出するために、商用周波数５
０ｋＨｚ以上の周波数の空中や地表面電波が減衰する深
さ（表皮深さ）より深い岩盤（または地層）１２に配置
する。例えば伝導電流が主となる場合の表皮深さｚは数
式１
る早い電荷変動を有効に検出するために、商用周波数５
０ｋＨｚ以上の周波数の空中や地表面電波が減衰する深
さ（表皮深さ）より深い岩盤（または地層）１２に配置
する。例えば伝導電流が主となる場合の表皮深さｚは数
式１
【００１６】
【数１】ｚ＝５００√（ρ／ｆ） （ただし、ρは比抵
抗、ｆは周波数を表す）
抗、ｆは周波数を表す）
【００１７】で表わせるから、商用周波数ｆ＝５０Ｈ
ｚ、湿った土壌の比抵抗としてρ＝５０Ω・ｍとすると
ｚは約５００ｍになる。また地下水系がある場合には比
抵抗ρ＝０．５Ω・ｍとして、ｚは５０ｍとなる。とこ
ろが、低周波数、例えば１Ｈｚの電磁界の表皮深さは、
上述のρ値の場合、それぞれ約３．５ｋｍ、３５０ｍに
もなる。
ｚ、湿った土壌の比抵抗としてρ＝５０Ω・ｍとすると
ｚは約５００ｍになる。また地下水系がある場合には比
抵抗ρ＝０．５Ω・ｍとして、ｚは５０ｍとなる。とこ
ろが、低周波数、例えば１Ｈｚの電磁界の表皮深さは、
上述のρ値の場合、それぞれ約３．５ｋｍ、３５０ｍに
もなる。
【００１８】電磁シールドルーム３は十分な耐候性と気
密性を有し、温度、湿度を一定に管理されており、降雨
の影響を除去できるものであることが必要である。この
ために電磁シールドルーム３は外部からの電波ノイズを
避けるために十分な導電性のある金属材料で構成し、周
辺の地表面に接地して同電位にする。
密性を有し、温度、湿度を一定に管理されており、降雨
の影響を除去できるものであることが必要である。この
ために電磁シールドルーム３は外部からの電波ノイズを
避けるために十分な導電性のある金属材料で構成し、周
辺の地表面に接地して同電位にする。
【００１９】電磁シールドルーム３内には電荷検出器４
の主増幅器４ｂが設置されている。主増幅器４ｂは早い
応答を有することが必要で実効的に１００ＫＨｚ〜１Ｍ
Ｈｚ以上の感度を有することが必要である。検知電極２
と主増幅器４ｂとは電荷検出器４の前置増幅器４ａを介
してリード６によって接続されており、リード６はパイ
プ７に収納されている。主増幅器からの信号はコンピュ
ータ１３ａで処理されディスプレー１３ｂに表示され
る。これら測定系の電源は、商用の電灯線から絶縁トラ
ンス１４を介して供給される。
の主増幅器４ｂが設置されている。主増幅器４ｂは早い
応答を有することが必要で実効的に１００ＫＨｚ〜１Ｍ
Ｈｚ以上の感度を有することが必要である。検知電極２
と主増幅器４ｂとは電荷検出器４の前置増幅器４ａを介
してリード６によって接続されており、リード６はパイ
プ７に収納されている。主増幅器からの信号はコンピュ
ータ１３ａで処理されディスプレー１３ｂに表示され
る。これら測定系の電源は、商用の電灯線から絶縁トラ
ンス１４を介して供給される。
【００２０】リード６は同軸ケーブルによって構成され
ており、同軸ケーブルの中心線が検知電極２と電荷検出
器４とを結び、その外側の被覆線は後述する第２の電極
５と同電位にする。パイプ７は塩化ビニール等の絶縁性
の高い材料で構成されているパイプで気密性を有してい
る。途中、水などが漏れてパイプ内に入らないように十
分なシールが施されている。
ており、同軸ケーブルの中心線が検知電極２と電荷検出
器４とを結び、その外側の被覆線は後述する第２の電極
５と同電位にする。パイプ７は塩化ビニール等の絶縁性
の高い材料で構成されているパイプで気密性を有してい
る。途中、水などが漏れてパイプ内に入らないように十
分なシールが施されている。
【００２１】検知電極２はパイプ７の先端に取付けられ
ている。パイプ７と前置増幅器４ａとの間の隙間には電
気抵抗が比較的高く、またその電気抵抗が安定した物質
８が充填されていて、前置増幅器４ａを固定する役目も
担っている。物質８は、パイプの受ける地下水による浮
力を相殺し、さらにパイプの結合部などからの水もれを
防ぐなどの役割をする絶縁性の物質で構成される。この
ような物質８としては例えばアルミナセメント、小石、
エポキシ系接着剤などが使用可能である。
ている。パイプ７と前置増幅器４ａとの間の隙間には電
気抵抗が比較的高く、またその電気抵抗が安定した物質
８が充填されていて、前置増幅器４ａを固定する役目も
担っている。物質８は、パイプの受ける地下水による浮
力を相殺し、さらにパイプの結合部などからの水もれを
防ぐなどの役割をする絶縁性の物質で構成される。この
ような物質８としては例えばアルミナセメント、小石、
エポキシ系接着剤などが使用可能である。
【００２２】電磁シールドルーム３内には第２の電極５
が形成されている。導電領域２０は基準の電位（ほぼ
零）を提供するものである。
が形成されている。導電領域２０は基準の電位（ほぼ
零）を提供するものである。
【００２３】第２の電極５は電荷検出器４の接地側なら
びにパイプ７内の物質８と直結している。このような検
出系の等価回路は外部の電磁気や気象の擾乱から隔離さ
れているので微小な地電流を高いＳ／Ｎ比で計測するこ
とができる。
びにパイプ７内の物質８と直結している。このような検
出系の等価回路は外部の電磁気や気象の擾乱から隔離さ
れているので微小な地電流を高いＳ／Ｎ比で計測するこ
とができる。
【００２４】このように構成された地電流検出装置１に
おいて地電流の検出は次のようにして行われる。震源域
の岩盤で破壊が生じると破壊誘起電荷放射現象が生じ、
信号が岩盤１２を伝わり検知電極２に入り、検知電極２
と第２の電極５との間に電流が流れる。この電流による
信号はパイプ７内の前置増幅器４ａを介してリード６を
通して地表の電荷検出器４に送られる。電荷検出器４で
信号がＡＤ変換され、ステーション外に設置された観測
室（図示せず）に電話線などを介して転送される。岩石
中を伝播する電流は、岩盤の破壊点（震源）から測定点
までの距離ｒに反比例する（図３参照）。したがって、
多点観測によって震源の位置の同定が可能になる。
おいて地電流の検出は次のようにして行われる。震源域
の岩盤で破壊が生じると破壊誘起電荷放射現象が生じ、
信号が岩盤１２を伝わり検知電極２に入り、検知電極２
と第２の電極５との間に電流が流れる。この電流による
信号はパイプ７内の前置増幅器４ａを介してリード６を
通して地表の電荷検出器４に送られる。電荷検出器４で
信号がＡＤ変換され、ステーション外に設置された観測
室（図示せず）に電話線などを介して転送される。岩石
中を伝播する電流は、岩盤の破壊点（震源）から測定点
までの距離ｒに反比例する（図３参照）。したがって、
多点観測によって震源の位置の同定が可能になる。
【００２５】図４は上記のような設備で、室内において
模擬実験を行ったもので３０×３０×１１００ｍｍの花
崗岩の一端を破壊したとき破壊点の近く（５０ｍｍ）な
らびに破壊点から１ｍ離れたところで過度電流を計測し
たものである。破壊に伴って過度電流が伝播することが
わかる。さらに図４は２０×２０×３００ｍｍの花崗岩
の角棒の一端の近くを破壊したとき、岩石中を流れる電
荷の変動を捉え、その強度と破壊点から測定点までの距
離ｒとの関係を示したもので、信号強度は距離ｒに反比
例することがわかる。
模擬実験を行ったもので３０×３０×１１００ｍｍの花
崗岩の一端を破壊したとき破壊点の近く（５０ｍｍ）な
らびに破壊点から１ｍ離れたところで過度電流を計測し
たものである。破壊に伴って過度電流が伝播することが
わかる。さらに図４は２０×２０×３００ｍｍの花崗岩
の角棒の一端の近くを破壊したとき、岩石中を流れる電
荷の変動を捉え、その強度と破壊点から測定点までの距
離ｒとの関係を示したもので、信号強度は距離ｒに反比
例することがわかる。
【００２６】電極２から電荷検出器４を含む検出係の等
価回路は電磁シールドルーム３、導電領域２０、パイプ
７、物質８によって外部の電磁気や気象の擾乱から隔離
されているので、微小な地電流を高いＳ／Ｎ比で計測す
ることができる。
価回路は電磁シールドルーム３、導電領域２０、パイプ
７、物質８によって外部の電磁気や気象の擾乱から隔離
されているので、微小な地電流を高いＳ／Ｎ比で計測す
ることができる。
【００２７】（実施例２）図２には示す第２の実施例で
は、第２の電極（標準電極）を検知電極２よりは鉛直方
向の浅い位置に埋めた場合である。検知電極２並びに第
２の電極５とも人工的な電磁界の表皮深さよりも深い位
置に埋めると、ノイズ除去に効果がさらに著しくなっ
た。
は、第２の電極（標準電極）を検知電極２よりは鉛直方
向の浅い位置に埋めた場合である。検知電極２並びに第
２の電極５とも人工的な電磁界の表皮深さよりも深い位
置に埋めると、ノイズ除去に効果がさらに著しくなっ
た。
【００２８】（実験例）図６は、１９９２年８月２６日
茨城県南西部、震源深さ地下５０ｋｍで発生したＭ．
４．８の直下型地震を実施例２の方法で記録したもの
で、検知電極位置は地下水系のあるところに、表皮深さ
５０ｍ以上の６５ｍに埋設された。図６（ｂ）に示す地
震計の信号の矢印Ａの時刻にＭ４．８の本震が発生して
いる。図６（ａ）は地電流信号を微分して表示したもの
で、本震の約１８時間前にあたり信号（矢印Ｂ）の強度
は最もおおきくなり、その前後約３時間にわたって増加
が認められる。
茨城県南西部、震源深さ地下５０ｋｍで発生したＭ．
４．８の直下型地震を実施例２の方法で記録したもの
で、検知電極位置は地下水系のあるところに、表皮深さ
５０ｍ以上の６５ｍに埋設された。図６（ｂ）に示す地
震計の信号の矢印Ａの時刻にＭ４．８の本震が発生して
いる。図６（ａ）は地電流信号を微分して表示したもの
で、本震の約１８時間前にあたり信号（矢印Ｂ）の強度
は最もおおきくなり、その前後約３時間にわたって増加
が認められる。
【００２９】
【発明の効果】この発明の地電流検出装置によれば、地
下の電磁気ノイズの影響が少なくなる地点に電極を埋め
込む、いわば地下の１点での測定であるため、２点間の
地質変化などの影響がない。またこのような影響が少な
いので、信号の原因の判断に人為的要素がなくなる。ま
た、信号の早い変化に対応でき、かつ十分な電磁気ノイ
ズを遮蔽するように観測ステーションや検出器を設計し
ているために、測定感度が高い。さらにこのため都会の
ような人工電磁気擾乱の大きい地域でも充分計測が可能
である。こうして人間の作り出す電磁気的擾乱の影響を
受けないので微小な地電流を高いＳ／Ｎ比で計測するこ
とができる。
下の電磁気ノイズの影響が少なくなる地点に電極を埋め
込む、いわば地下の１点での測定であるため、２点間の
地質変化などの影響がない。またこのような影響が少な
いので、信号の原因の判断に人為的要素がなくなる。ま
た、信号の早い変化に対応でき、かつ十分な電磁気ノイ
ズを遮蔽するように観測ステーションや検出器を設計し
ているために、測定感度が高い。さらにこのため都会の
ような人工電磁気擾乱の大きい地域でも充分計測が可能
である。こうして人間の作り出す電磁気的擾乱の影響を
受けないので微小な地電流を高いＳ／Ｎ比で計測するこ
とができる。
【００３０】また、この発明の地電流検出装置によれ
ば、地電流信号を検出して地震との関係を調べデータを
蓄積すれば、地震予知に役立つ。多点（４点以上）で計
測すれば、震源の同定も可能となる。低周波の電磁界を
検知するためには波長オーダー（波長と同程度）の大き
なアンテナを必要とするが、この発明ではその必要がな
い。すなわち、装置の小型化が可能である。
ば、地電流信号を検出して地震との関係を調べデータを
蓄積すれば、地震予知に役立つ。多点（４点以上）で計
測すれば、震源の同定も可能となる。低周波の電磁界を
検知するためには波長オーダー（波長と同程度）の大き
なアンテナを必要とするが、この発明ではその必要がな
い。すなわち、装置の小型化が可能である。
【図１】地電流検出装置を示す構成説明図。
【図２】他の地電流検出装置を示す構成説明図。
【図３】花崗岩中の電流の伝播状態を示すグラフ。
【図４】花崗岩中の電流の伝播状態を示すグラフ。
【図５】地表付近の２点間の地電流の伝播を示すグラ
フ。
フ。
【図６】検出した地電流を示すグラフ。
１ 地電流検出装置 ２ 検知電極 ３ 電磁シールドルーム ４ 電荷検出器 ４ａ 前置増幅器 ４ｂ 主増幅器 ５ 第２の電極 ６ リード ７ パイプ ８ 物質 １２ 岩盤（または地層） １３ａ コンピュータ １３ｂ ディスプレー １４ 絶縁トランス ２０ 導電領域
Claims (2)
- 【請求項１】 地表で発生する電磁波の表皮深さよりも
深い地下に設置された地下埋設電極と、地表付近に設け
た電磁シールドルーム内に設置した第２の電極と、前記
地下埋設電極と前記第２の電極との間に流れる過渡電流
を検出する電荷検出器とを備えることを特徴とする地電
流検出装置。 - 【請求項２】 地表近傍で発生する商用周波数の電磁波
の表皮深さよりも深い地中に設置された検知電極と、前
記電極のほぼ鉛直の方向の浅い位置に設けた第２の電極
と、前記検知電極と前記第２の電極との間に流れる地電
流を検出する電荷検出器とを備えることを特徴とする地
電流検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-359647 | 1991-12-26 | ||
| JP35964791 | 1991-12-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232243A JPH05232243A (ja) | 1993-09-07 |
| JPH0711577B2 true JPH0711577B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=18465572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29803892A Expired - Lifetime JPH0711577B2 (ja) | 1991-12-26 | 1992-10-09 | 地電流検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5387869A (ja) |
| JP (1) | JPH0711577B2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5757177A (en) * | 1994-03-10 | 1998-05-26 | Otw Llc | Infrasonic frequency resonant circuit and method for use thereof |
| US5497091A (en) * | 1994-09-01 | 1996-03-05 | Applied Research Associates, Inc. | Surface mounted pH sensor for cone penetration testing |
| AU1336695A (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-26 | David F. Farnsworth | Method for forecasting an earthquake from precusor signals |
| US5585558A (en) * | 1995-07-20 | 1996-12-17 | Prognosticating Scanners Llc | Catastrophic event forecasting system and method |
| US5614893A (en) * | 1996-02-08 | 1997-03-25 | The United States Of America Army Corps Of Engineers As Represented By The Secretary Of The Army | Ground condition monitor |
| WO1998018024A1 (en) * | 1996-10-24 | 1998-04-30 | Echotec, Inc. | Device for measuring electrical parameters of soil |
| US5838157A (en) * | 1996-10-24 | 1998-11-17 | Balbachan; Michail | Device for measuring electrical field gradient componets of the soil |
| US20080290875A1 (en) * | 1996-11-04 | 2008-11-27 | Park Larry A | Seismic activity detector |
| US5742166A (en) * | 1996-11-04 | 1998-04-21 | Park; Larry | Seismic activity predictor including a dielectric for receiving precursor seismic electromagnetic waveforms |
| US20050179436A1 (en) * | 1996-11-04 | 2005-08-18 | Larry Park | Seismic activity detector |
| ES2238760T3 (es) | 1997-08-19 | 2005-09-01 | Tectonics Research Group Inc. | Procedimiento y aparato para detectar terremotos inminentes. |
| FR2782170B1 (fr) | 1998-08-07 | 2000-11-10 | France Etat Ponts Chaussees | Dispositif de mesure des caracteristiques electriques dans le sous-sol a electrodes capacitives |
| JP3341040B2 (ja) * | 1999-09-28 | 2002-11-05 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 電磁界観測に基づく地殻内急速運動の予測方法及びその装置 |
| US6678536B2 (en) * | 2000-12-07 | 2004-01-13 | Mark Wendell Fletcher | Wireless microphone |
| DE10217412A1 (de) * | 2002-04-18 | 2003-10-30 | Florian M Koenig | Erdbebenvorhersage und Epizentrumsortung mittels Sferics-Spektrumsanalyse |
| US8023360B2 (en) * | 2008-08-29 | 2011-09-20 | Park Larry A | Seismic activity detector |
| US8068985B1 (en) | 2011-02-03 | 2011-11-29 | Zhonghao Shou | Method of precise earthquake prediction and prevention of mysterious air and sea accidents |
| RU2469358C1 (ru) * | 2011-08-11 | 2012-12-10 | Лев Григорьевич Голубчиков | Система контроля предвестников локальных поверхностных землетрясений |
| DK179989B1 (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-10 | Ejlskov A/S | A method, a system, and a probe for determining in-situ an oxidation-reduction potential in a formation having a surface |
| JP7136741B2 (ja) | 2019-04-22 | 2022-09-13 | 株式会社コンポン研究所 | 地震発生予知方法および地震発生予知システム |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2787758A (en) * | 1950-03-13 | 1957-04-02 | California Research Corp | Apparatus for electrical well-logging |
| US3638106A (en) * | 1969-12-03 | 1972-01-25 | Schlumberger Technology Corp | Method and apparatus for investigating the spontaneous potential of earth formations |
| EP0067924B1 (en) * | 1981-06-19 | 1985-10-02 | Panagiotis Varotsos | Method for predicting earthquakes |
| US4612506A (en) * | 1982-01-18 | 1986-09-16 | Varotsos Panayiotis A | Method of forecasting seismic activity responsive to earth currents |
| JPS63184088A (ja) * | 1987-01-27 | 1988-07-29 | Radio Res Lab | 地震前兆の電界変動の観測法 |
| JPH0194286A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-12 | Yuuseishiyou Tsushin Sogo Kenkyusho | 地震前兆の長波・地電流の発生領域のトモグラフィ法 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP29803892A patent/JPH0711577B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-23 US US07/996,104 patent/US5387869A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5387869A (en) | 1995-02-07 |
| JPH05232243A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |