3.11後・空気の正体

昭和の預言者(故山本七平氏)の視点をかりながら3.11後の日本社会のおかしな空気の正体を解明したいと考えております。特に菅元首相に対する魔女裁判のごとき我々の異常な憎悪を詳しく検証するつもりです。

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弾性反発説に対する疑念

定説の地震学は弾性反発説という理論がその支柱になっている。これはどういうものなのかと思い、ネットで調べてみると、驚くべきことにどこにも詳しい解説がみあたらないのである。ちなみにWikipedeaの説明を下記に紹介しておこう。

弾性反発説(だんせいはんぱつせつ, 英: Elastic-rebound theory)とは、地震の原因を説明するメカニズムの1つであり、現在の地震学では断層地震説およびプレートテクトニクス等と関連付けて幅広く支持されている学説である。初期の弾性反発説としては、1906年のサンフランシスコ地震等の研究を受けてリード(H.F.Reid)が発表したものが知られている。これは、震源の両側でお互いに逆方向となるような歪みの力が働いており、地下の岩体は歪みを受けると弾性変形を起こして曲がり、やがて限界を超えると剪断破壊を起こして地震を発生させるというものである。これは、弾性歪みによる弾性変形→塑性変形→破壊という、力学でいう物質の変形過程に対応している。現在ではこの考え方は広く受け入れられているが、当時は他の説も展開されており、その証明方法を含めて論争が巻き起こった。
弾性反発説の裏付けとしては、地震波(P波)の初動分布が挙げられる。ふつう、震源を中心に十字に区切られた4領域に押しの領域と引きの領域が交互に並ぶように分布するが、弾性反発説による断層の破壊を考えるとこれを説明できる。ちなみに、断層面の両側に働く力は2対の偶力、つまり各2方向の圧縮力と張力が2対(ダブルカップル)であり日本では当初から支持されていたが、欧米では当初1対の偶力(シングルカップル)と考えられていた。1963年に丸山卓男がこれを物理学的に証明する考え方を提示し、1960年代には欧米でもダブルカップルが定着した。
日本でも大正時代ごろよりこの説をもとにした研究が進められていった。1960年代には、プレートテクトニクスに基づいた海溝型地震の発生メカニズムとしても弾性反発説が採用されるにいたった。


「えっ!たったこれだけ?」とびっくりする方もいるだろう。この説明文を書いた方は本当にそれを分かって書いているのだろうか(?)と私はまず疑問に思った。

「現在ではこの考え方は広く受け入れられているが、当時は他の説も展開されており、その証明方法を含めて論争が巻き起こった。」と書かれているが、それが本当に広く受け入れられるほど説得力があるのであれば、もう少し詳しい説明があってもよいではないか。しかし、この文を書いている方は、おそらくこれ以上説得力のある根拠を示すことができないのだろう。そもそもここでその根拠として示されているのが、地震の際の押し領域と引き領域の分布を説明できるからであるという。しかし、私の頭が悪いのかどうか知らないが、この理論が地震の押し引き分布を説明できているとはどうしても思えない。

これなら新地震学の石田理論の方がはるかに説得力があると思う。すなわち地震とは地下で起こる水素爆発であると考えれば、押し領域と引き領域に分かれる理由が簡単に説明できそうな気がする。高温高圧下の地下で水素爆発が起こるとガスで占められていた空間が突然に真空状態となる。その結果「爆縮」という現象が起こり、爆発(押し波)と同時に体積が一挙に縮小する現象(引き波)が同時に起こる。おそらくこの現象は実験室でも簡単に再現できるだろう。水素ガスで充満したブリキ缶の中を発火させると、缶は爆発と同時にペシャンコになるはずである。

実は、弾性反発説が疑わしいのは、それを実験室で再現することは不可能だとされていることである。「ほんとか?」と思われるかもしれないが、これは本当である。ではいったい、そんな仮説がなぜ信じられるのか(?)と思われるだろうが、そこが摩訶不思議な理論の所以である。そもそも、この理論をわれわれの日常的感覚で論じることは不可能であるとされているらしいのである。なぜなら地球内部の状態は人間の理解が及ばぬ世界であると考えられているからである。これは天動説を信じる中世の天文学者が周円天の仮説がいかに人知を超えた神秘であるかという説明によって、一切の反論を封じていたのとよく似ている。

弾性反発説というのは、簡単にいうと、地殻を構成するプレートが弾性をもった剛体でもあるという仮説である。たしかに地震が起こると必ず地震波が一つの波として伝わることからプレートが弾性をもった剛体であるという仮説は成立しているように思える。それはたしかにその通りだ。しかし、弾性をもった剛体であるからといって、それが地震のエネルギーの発生源であるという単純な決め付けにはどうしても合点がいかない。

一般に弾性体というのは、たとえばゼンマイ時計のようにエネルギーを溜めこむ性質があるとされている。それはたしかに分かるが、果たしてそんな簡単なアナロジーで地震のエネルギーを説明できると考えてよいのだろうか?ゼンマイ時計というのは均一な格子でできた金属の性質を利用して運動エネルギーを蓄積する方法である。長い板状の金属をぐるぐる巻きにして、それを引っ張る力によって巻いてやると、元の形に帰ろうとする力が蓄えられていく。その力を歯車によって制御しながら、少しずつそのエネルギーを引き出すことが時計の仕組みである。プレートにエネルギーが蓄えられる仕組みは基本的にこれと同じであると考えてよいのだろう。すなわちプレート内部に蓄えられえる元のエネルギーは一定の速度で動くプレートの運動エネルギーであるが、そのエネルギーが相対するプレートを変形させる力となり、その変形(歪)がある臨界点を超えると元に戻ろうとする弾性の性質によって変形したプレートが反発し、地震が発生するというわけである。

しかしながら、この単純な仮説は先にも述べたように決して実験によって検証されているわけではない。なぜなら、単純な格子構造をもつ金属ではない複雑な組成の岩石塊にゼンマイ仕掛けをもたせることは不可能だからである。したがって、畢竟、その仮説はわれわれの想像の域を超える証明されざる仮説でしかない。

しかし、この仮説はそもそも錯覚ではないのだろうかと私は思う。もしかすると彼らはニュートンが発見した力学の第三法則(「作用と反作用の法則」)を忘れているのではなかろうか?すなわち「Aという物質がBという物質に力を加えると、その力は同時に正反対の向きでAという物質に帰ってくる」という法則である。たとえば車が時速100kの速度で壁に衝突したとすると、その車が壁に与えたエネルギーはそのまま車にはね返ってくるのである。この法則によれば、作用と反作用は向きが反対であるがエネルギーの量は等価であるとされている。この法則が宇宙の根本法則であることはいうまでもない。ロケットが宇宙へ飛び立つことができるのも、宇宙飛行士が無重力の中で遊泳できるのも、この法則があるからである。

この法則によると、通常、運動エネルギーの受け渡しは力を与える側と受け取る側で反対方向のエネルギーのやり取りがなされる。ある物体の運動エネルギーは相対する他の物体に衝突したときに解放され、その収支はプラスマイナスゼロとなって両物体を静止させるか又は互いに反対方向の運動エネルギーを受け取って遠ざかる。たとえば車が猛スピードで壁にぶちあたった時、その場で車と壁がエネルギーの受け渡しをした結果お互いに損傷を残して終わる。したがって車にあてられた壁がいつまでもそのエネルギーを溜めているということはありえない。つまり、この法則によるとエネルギーを受け取る側が一方的にエネルギーを溜め込むということはありえないのである。

ところが弾性反発説によると、そのようなありえないことが地球的レベルで起こっているのだというわけである。すなわちプレートの運動によって受け渡される運動エネルギーは解放されることはなく、弾性の性質をもった岩石のどこかにどんどんと蓄積されているのだとされている。たしかに、プレートの運動は非常に大きな力を生み出すために、すべての運動エネルギーが解放されることはなく一部はどこかに蓄積されるということはあたりまえといえばあたりまえである。車と壁が衝突すると、そのあとに熱エネルギーが発生するのと同じように、プレートの衝突付近に溜まるマグマはその運動エネルギーが熱エネルギーへ変換されたものであるのかもしれない。

しかし弾性反発説を信じる人々はマグマに変換された熱エネルギーだけでは満足していない。プレートに溜めこまれた運動エネルギーはまるで幽霊のように普段はみえないが、ある臨界点を超えると突如として出現するのだという。いかにプレートが弾性をもつ剛体だとはいっても、いったいそんな幽霊のようなエネルギーを溜めこむことが可能であろうか?以上のような私の疑念について、弾性反発説に詳しい方がいましたら、ぜひ解説をお願いしたいと思います。

補足:もしプレートがゼンマイバネのように運動エネルギーを蓄積する能力をもった弾性体であるとすると、もうひとつ説明のできないことがある。それはゴムのように褶曲した地層の存在である。プレートが歪みエネルギーを蓄積する能力があり、そしてある臨界点を超えると周期的にそのエネルギーを発散させるのが本当だとすると、そもそもいかなる地層も褶曲していないはずだ。なぜなら地層は褶曲するまえにバネの反発力によって断層破壊がいたるところに起こり、ズタズタに切り裂かれることだろう。地層の褶曲が物語っているのはプレートが弾性体ではなく、むしろ粘土のような粘性体であるということである。粘土の性質はエネルギーを溜めこむのではなく分散させることである。この点でも弾性反発説はおかしいといわざるをえない。


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