新型コロナウイルス感染症によるロックダウンで、世界各地の地震活動が減少した。
地震活動は一般に、地震、火山、津波、地滑りと結び付けられることが多いが、人間の活動も地震活動を引き起こす。
日常的な人間の活動は、地中を伝わる振動を生み出す。これを「人為的ノイズ」と呼ぶ。
人為的ノイズは、2020年3月から5月にかけて77カ国で平均50％低下した。
地震活動は、地震や火山、地滑りだけによって生じるのではありません。日常的な人間の活動も、地震波として地中を伝わる振動を生み出します。これを「人為的ノイズ」と呼びます。
パンデミック対策のロックダウンで日常生活が停止すると、地上の暮らしが変わり、排出量が削減されただけでなく、大気中への排出量が削減されました。足元の地中で発生する人為的ノイズも減少し、とりわけ都市部でその影響が見られました。私たちの新たな研究は、『Science』誌に掲載され、こうした変化を世界規模で分析した初めての研究であり、世界各地で地震ノイズがほぼ同時に減少したことを示しています。
地震ノイズは、2020年3月から5月にかけて77カ国で平均50％低下したことが分かりました。ロックダウンによる地震ノイズの減少は、遠隔地や、地表から数百メートル下のボーリング孔でも観測されました。
こうした変化は、人間の活動が減少したという独立した推定値と相関していました。このことから、一般公開されている地震データを使って、ロックダウン措置の効果や、措置解除後に各国がどれほど速く通常の状態に戻るかを追跡できる可能性があります。
地震計と呼ばれる高感度の科学機器を使えば、地中を伝わる振動を記録できます。従来、地震計は都市部から離れた静かな場所に設置されてきました。地表にいる人々が生み出す高周波の振動は、高音のざわめきのような音をつくり、データに混入して、地震や火山などの自然現象の観測を難しくするためです。
世界各地にある数千カ所の高性能な専門観測所に加え、市民科学センサーのネットワークもここ数年で急速に拡大しており、個人や学校によって設置されています。こうしたセンサーは都市部に設置されることも多く、データは一般に、世界の地震学者のコミュニティとオープンに共有されています。
この研究は、筆頭著者で地震学者のトーマス・ルコック氏（ベルギー王立天文台）が、世界各地のデータを効率的に分析する課題に取り組む最善の方法は、自らの手法を地震学コミュニティと共有することだと判断したのをきっかけに始まりました。
これを機に、センサーや観測所から得られる数テラバイトものデータをダウンロードし、処理・分析するチームの取り組みが始まりました。その結果、27カ国の66機関から76人の著者が参加する、他に例のない共同研究が実現しました。オープンデータと科学の共有を重んじる原則と、この世界的なコミュニティがあったからこそ、短期間で研究を実施できました。
地震ノイズのロックダウン波
世界各地の300カ所を超える地震観測所で、数カ月から数年にわたるデータを分析した結果、多くの国で地震ノイズが低下したことが分かりました。この分析により、1月末に中国で始まり、3月にはイタリアへ、さらに世界各地へと移動した「地震ノイズのロックダウン波」を可視化できました。2020年に地震の発生数が減少したわけではありませんが、この地震ノイズの静穏期は、記録上、世界規模で見られた人為的な地震ノイズの減少として最も長く、最も顕著なものです。
地震ノイズの減少が最も大きかったのは、シンガポールやニューヨーク市など、人口密度の高い地域でした。一方、ドイツのシュヴァルツヴァルトやナミビアの小都市ルンドゥなど、比較的静かな地域でも減少が観測されました。学校や大学の周辺で収集されたデータでは、とりわけ大きな減少が見られました。
ある地域で地震ノイズがどれほど低下したかと、その地域で記録された人の移動量の変化には強い相関がありました。移動量は、GoogleとAppleが一般公開した携帯電話データを用いて測定しました）。この相関から、公開されている地震データは、人間の活動をほぼリアルタイムで追跡する幅広い代替指標となり得ることが分かります。人々の移動が減ると、地震ノイズも速やかに低下します。また、個人の移動データに依存しないため、プライバシーを侵害せずに、パンデミック時のロックダウンやその後の回復の影響を地震データから把握できます。
より広い観点では、ロックダウンによる地震ノイズの減少は、人為的な原因と自然の原因を区別する助けになります。規制が段階的に緩和されれば、さまざまな人間活動が地震ノイズに及ぼす影響を観測でき、人為的ノイズの発生源への理解も深まります。
地震ノイズの減少によって、人間の影響によるゆがみを受けずに、地球が生み出す自然の振動を捉える機会も得られます。ロックダウン中、これまで隠れていた地震の信号が、特に日中、都市部の地震計ではるかに明瞭に現れたことを示す初の証拠を報告しました。この研究がさらなる研究につながり、地震や火山による、これまで見逃されていた信号の発見を目指したロックダウンと地震活動の研究が進むことを期待しています。
