空気には普通、電気は流れませんが、空気の上層部では紫外線やX線の影響で空気の分子がプラスとマイナスの電気を帯びたイオンに分離しています(「電離」と呼びます)。この空気の層は「電離層」と呼ばれていて、電気を通す特殊な空気の層です。ここには絶えず電流が流れており、電流の強さは時々刻々変化しています(交流)。駅の「改札機」と同じなのです。ICカード乗車券と同じことが地球スケールでもおきている。上空の「電離層」を流れる電流が、地中にも電流を生み出す。これを詳しく調査すれば、地下の様子を知ることができる。なると電離層から離れた地面にも電気が流れ始めます(図4:電磁誘導により生じる電流なので、誘導電流と呼んでいます)。「ICカード乗車券」に相当するのが「地面」というわけです。地表だけでなく、地下深くにも電気が流れます。なんとも壮大な現象です。このときに流れる電流を詳しく調べることで、地下のどこに電流がよく流れているかを調べることができます。マグマや地下水は普通の岩に比べて電気を通しやすい性質を持っています。地下に電気の通りやすい地層があれば、地下水やマグマがそこに含まれている可能性があると考えることができます。実際にどのようにして、この壮大な現象を測定しているかについては次回に詳しく述べることにして、今回はこの地下探査手法(地磁気地電流法あるいはマグネトテルリク法、略してMT法と言います)によって明らかにされた、火山内部の様子を見てみましょう。◎富士山の内部を見た!まずは富士山の地下断面図をご紹介します。第14話でご紹介したように、富士山も立派な活火山で、噴火する恐れがあります。富士山の地下の電気の通りにくさ(電気抵抗:より正しくは比抵抗)をMT法により可視化した結果を図5に示しました。地域には周囲よりも10倍~100倍ほど電気が流れやすい部分(図5のC1の部分:赤色)が見られます。この部分のすぐ上には火山特有の地震活動がみられます(図5の星印)。低周波地震といって、普通の地震よりも低い周波数の振動(ガタガタガタというよりもユラユラユラとした揺れ)を発生する特殊な地震です。電気の流れやすい部分や低周波地震は、富士山直下にあると思われるマグマ溜まりや、マグマから出てきたガスや熱水(熱い地下水)と関係があると考えられています。富士山の地下の電気の流れにくさ。MT法を用いて可視化した例。別の火山も見てみましょう。今度は北海道の札幌市郊外に位置する火山「無意根山(むいねやま)」の地下を、やはりMT法を用いて探ってみました(図6)。無意根山は活火山ではなく、比較的古い火山だと言われていますが、火山の山頂から3km程の地下には電気が流れやすい部分が広がっています(図6の赤色の部分)。これもおそらくマグマ溜まりか、マグマからでてきた熱水を含む地層を示していると考えられています。古い火山であったとしても、地下のマグマが冷えて固まってしまうのには何万年・何十万年という長い年月が必要なのだと思われています。ちなみにこの地域では豊富な地熱を利用した地熱発電が検討されています。北海道の無意根山の地下の電気の流れやすさ。MT法を用いて可視化。今回は電気を用いた地下の透視方法を紹介しましたが、これ以外にも磁気を使う方法、重力を使う方法、地震の揺れを使う方法、そして宇宙線を使う方法など、さまざまな方法が試されており、科学的な成果を挙げています。次回は火山シリーズの締めくくりとして、未来の「火山噴火予知」について考えたいと思います。注1:物理探査ニュースNo.12(2011)表紙より。火山噴火予知は可能か?(4)。