[논문 리뷰] Medium - long term earthquake prediction by the use of the oscillating electric field (T = 365 days) generated due to Earth's orbit around the Sun and due to its consequent oscillating lithospheric deformation

C. Thanassoulas, V. Klentos외 3명|ArXiv.org|2009. 12. 04.

Earthquake Detection and Analysis참고 문헌 6인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 지구의 연간 진동 전기장—공전 궤도 변화로 인한 주기적 지각 변형에 의해 유도되는 것—이 큰 지진의 중장기 예측 지표로 기능할 수 있음을 제안한다. 저자들은 전기장 신호의 최고치가 근일점과 원일점 일자와 일치하며, 주요 지진이 이 시기 근처에 집중되어 있음을 발견하여 자기장과는 독립적인 예측적 연관성이 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We study the Earth's electric field monitored at PYR (Greece) monitoring site, for a period of more than six years (May 23rd, 2003 to September 7th, 2009). It is compared, in particular its oscillating component of T = 365 days, with the Perihelion - Aphelion dates of the Earth's orbit around the Sun, with the same component of the Earth's magnetic field, with the corresponding same period tidal oscillation and with the occurred large EQs of the same period of time. The obtained results suggest that the oscillating electric field component is generated by large scale piezoelectricity triggered by the Earth's shape - lithospheric oscillating deformation. The driving mechanism (yearly tidal variation) precedes the Aphelion - Perihelion dates for a month complying with the corresponding tidal friction behavior of the Earth's shape deformation. The Earth's oscillating electric field peaks coincide with the Perihelion - Aphelion dates while the triggered large EQs are clustered very close to the Perihelion - Aphelion dates. Moreover it is shown that the observed Earth's oscillating electric field is not related to or induced by the corresponding Earth's magnetic field. In conclusion, the Earth's oscillating electric field character could be used as medium to long term electric seismic precursor of large EQs. Keywords: tidal waves, Earth deformation, preseismic electric signals, magnetic field, Perihelion, Aphelion, earthquake prediction.

연구 동기 및 목표

• 지구의 365일 주기로 진동하는 전기장이 큰 지진의 전구자로 기능할 수 있는지 조사하기.
• 이 전기장의 물리적 기원과 지구의 공전 운동 및 지각 변형과의 관계를 규명하기.
• 이 전기장이 지구 자기장의 영향을 받는지 아니면 독립적인 지구물리 신호인지 평가하기.
• 전기장 최고치, 근일점/원일점 일자, 주요 지진 발생 시기 사이의 시간적 상관관계를 평가하기.
• 주기적인 지구전기 신호를 기반으로 한 장기 지진 예측 프레임워크를 수립하기.

제안 방법

• 그리스의 PYR 지점에서 6.5년간(2003년 5월–2009년 9월) 지구 전기장을 모니터링하였다.
• 전기장의 365일 주기 성분을 분석하고 지구의 공전 궤도 근일점 및 원일점 일자와 비교하였다.
• 지구 자기장 및 thủy중 변형과의 상관관계를 분석하였다.
• 관측 기간 동안 전기장 최고치와 주요 지진 발생 시기 사이의 시간적 일치성을 평가하였다.
• 스펙트럼 분석을 통해 T = 365일 주기 성분을 분리하고 궤도 위치와의 위상 관계를 평가하였다.
• 신호 특성 비교를 통해 자기장 유도가 관측된 전기장의 원인임을 배제하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 지구의 전기장은 태양 주위 공전 운동과 관련된 유의미한 365일 주기 진동을 보이는가?
• RQ2 관측된 전기장은 주기적 지각 변형으로 인한 대규모 피에조전기 효과에 의해 생성되는가?
• RQ3 전기장 최고치가 근일점 및 원일점 일자와 일치하는가? 이 시간적 배치는 tidal 변형 역학과 일관하는가?
• RQ4 주요 지진은 전기장 최고치 및 근일점/원일점 사건 주변에 시간적으로 집중되는가?
• RQ5 전기장 신호는 지구 자기장에 의해 유도된 것인지, 아니면 독립적인 신호인가?

주요 결과

• PYR 현장에서 관측된 365일 주기 전기장 성분은 지구의 궤도 위치와 강한 상관관계를 보이며, 근일점 및 원일점 일자 근처에서 최고치를 기록한다.
• 전기장을 유도하는 메커니즘인 연간 tidal 힘에 의한 지각 변형은 근일점 및 원일점보다 약 1개월 전에 발생하며, tidal 마찰 모델과 일치한다.
• 연구 기간 동안의 주요 지진은 전기장 최고치 및 근일점/원일점 사건과 시간적으로 밀접하게 관련되어 발생하였다.
• 신호 비교 및 위상 분석을 통해 관측된 전기장은 지구 자기장에 의해 유도된 것이 아니며, 이를 확인하였다.
• 전기장은 궤도 변화로 인한 주기적 지각 변형에 의해 유도된 대규모 피에조전기 효과에 기인한다.
• 결과는 지구의 연간 전기장 진동을 큰 지진 사건의 실용적인 중장기 전구자로 활용할 수 있음을 지지한다.