Home「とにかく、やってみる！」金星、地震、地热発电の最新研究に挑戦
大学院理学研究科地球惑星システム学専攻 （かたやま いくお） 准教授
に聞きました。（取材：広報グループ 2014.6.10）
はじめに
岩石変形実験や野外调査から、地震を含む変动帯の研究を行っている片山先生。「とにかく、やってみる！」をモットーに、これまでさまざまな研究成果を出してきました。
その1つが、平成26年3月に、理学研究科博士课程后期3年（当时、现在修了生）の东真太郎さんらと発表した「金星にプレートテクトニクス（※）が存在しないのは、内部での粘性构造が原因である」という新説です。
地球ではプレートテクトニクスが働いているため、海が形成され生命が诞生しました。金星でプレートテクトニクスが働いていない原因が解明されれば、なぜ地球と金星は大きさが似ていながら异なる姿をしている理由や、他の惑星の进化や生命の存在に関して新たな知见が得られると期待されます。
この成果は、英国Nature Publishing Groupのオンライン科学雑誌「Scientific Reports」に掲載されました（掲載ページはこちら）。
（※）プレートテクトニクス???地球の表面を构成する十数枚のプレートが、内部に対流するマントルに乗って移动していることを説明する学説。
このようなテーマに加え、地震や地热発电といったテーマを研究している片山先生。今回のインタビューでは、现在の研究内容や研究者として大切にしていることを伺いました。
「岩石変形学」から地震のメカニズムを研究
片山先生の専门分野は「岩石変形学」、そして现在の研究内容は「地震発生のメカニズム」です。〝岩石?と〝地震?には、どのような関係があるのでしょうか？
「地球は岩石からできています。表面は20℃くらいですが、内部に行けば行くほど热くなり、高いところでは6,000℃に达します。そのため、岩石はドロンとした水あめのようになり、ゆっくりと流动しています。その流动が、地球の表面で起きる地震、火山喷火などの现象と密接に関わっていると考えています。そこで、火山やプレート付近で採取した岩石に実験室で高温?高圧を加え、地球内部と同じ条件を再现し、岩石の流动性を明らかにする研究を主に行っています」と先生。
地球内部で流动する岩石から地震の発生メカニズムを追求することで、「いつ?どこで地震が起こるか」という问いの解明に挑んでいます。
水が地震を诱発する!?
一般的には、「一方のプレートに引きずられたもう一方のプレートが、元に戻ろうとするときに生じる力」が地震の原因だと言われています。
「多くの人は、平面で描かれたプレートの図を见たことがあるのではないでしょうか。しかし、実际のプレートは叁次元でさまざまな境界面を持っています。〝プレート同士しっかりくっついている面?もあれば、ズルズルと滑っていて〝しっかりくっついていない面?もあります。本来しっかりとくっついているはずの面が滑ってしまうことで、地震が発生するのです」と先生。
ホワイトボードを用いて説明をする片山先生
なぜ、固いプレートが滑りやすくなってしまうのでしょうか？惊くべきことに、その一因は、〝水?であると先生は指摘します。
「実は、海水の総量の3～4倍もの水が岩石中の水酸基（翱贬基）などの形で、地球の内部に蓄えられていると言われています。そして、水があると岩石が滑りやすくなることは、室内実験でも証明されています。それらを踏まえて、地球内部の水の流れや水が溜まっている分布を分析することで、地震のメカニズムを解明しています」
地震と水の関係については、过去にも兴味深い例があるそうです。
「イタリアでダムを建设し、贮水したところ地震が起き、ダムは崩壊し、流域の村も壊灭しました。また1960年代、アメリカ军が汚水を廃弃するために、地中に注入した结果、その周りで地震が频発したという事例も报告されています。いずれも〝水?が络んでいます」
先生が行っている研究は、地震予知や防灾上欠かせないものであると同时に、地球の絶妙なバランスの中で私たちが暮らしていることを再认识させてくれます。
「地热発电」にも取り组む！
&苍产蝉辫;片山先生は、地震の発生メカニズムの解明以外にも、最近「地热発电」の研究に取り组み始めています。なぜ「地热発电」なのでしょうか？
地热発电を研究し始めた理由を説明する片山先生
「石油は约40年后にはなくなり、その他の化石燃料も约120年后には枯渇すると言われています。そこで期待されているのが、现在まだ供给量は少ないですが、风力発电、太阳光発电、そして地热発电といった再生可能エネルギー（※）です。その中でも、地热発电に注目しています。私が研究している地球内部の水の动き、岩石の破壊や滑りなどが地热発电と密接に関わっているからです」と先生。
（※）再生可能エネルギー???自然现象から取り出すことができ、半永久的に使用できる。
&苍产蝉辫;片山先生は地热発电のメリットを次のように解説します。
「地热発电は设备さえ作ってしまえば、季节、昼夜の区别なく一定量を安定して発电できるようになるでしょう。なぜなら、火山大国である日本の地下深部にはマグマが存在し、膨大な热エネルギーが眠っているからです。地热発电はこのエネルギーの一部を蒸気という形で取り出し、利用します。さらに、颁翱2排出量が少なく（火力発电の1/20）、环境に优しいこともメリットです。今后地热から効率よくエネルギーを抽出する技术开発が进めば、全世界のエネルギー消费量を地热発电だけでまかなうことも不可能ではないかもしれません」
&苍产蝉辫;地热発电の中でも、特に「高温岩体発电」に强い関心を持っていると先生は言います。
「高温岩体発电とは、地下に水を注入し、人工的に水循环システムを构筑する発电方法です。この方法を用いれば、天然の热水溜まりがないところでも発电が可能となり、利用可能地域も格段に広がります」
しかし、良いことばかりではなく、「エネルギー回収率が悪い」「水圧破壊（※）による地震の诱発も想定される」などの欠点もあるようです。
先生は、「私がこれまでの地震研究で培ってきた技术や成果を生かして、诸问题を解决し、高温岩体発电の実用化を目指したいです」と今后の抱负を语ります。
（※）水圧破壊???圧力のかかった水が岩盘を押し広げようと働き、微小な亀裂（きれつ）が入ること」&苍产蝉辫;
「とにかく、やってみる！」何事にもチャレンジできるのが、地球惑星システム学
「いろいろ考え过ぎると行动できないタイプ」と自己分析する片山先生。そんな先生の座右の铭は「とにかく、やってみる！」。研究の世界には、やってみなければわからないことが本当に多いそうです。
「文献を调べてみると、『このテーマに関しては、もう新しく研究することは何も残ってないのでは？』と一见思われることでも、自分で再现してみると、意外にも文献の结果が违っていたり、条件を変えてみると全然再现性がなかったりします。やっぱり、やってみなければわかりません。『考えすぎる前に、まずは手を动かす』、これが私の研究スタイルです」と先生。
この「とにかく、やってみる！」ことが、地球惑星システム学という分野に合っていると先生は补足します。
「自分の専门分野だけにどっぷり渍かる方が、细かいところに手が回るし、居心地も良いでしょう。しかし、地球惑星システム学は、地球を中心に、地质?鉱物学、物理学、化学の分野が融合して成り立っています。そのため、自分の専门外のこともどんどん学ばなければなりませんが、その分『知りたい！』『自分の研究に生かせるのでは？』という気持ちが强くなります」
新しい発见があると、「眠れないくらい兴奋する」
新しい発见をしたときが、一番やりがいを感じると先生は言います。
「研究者なら谁でもそうだと思いますが、『世界中で谁も知らないことを自分だけが知っている』、こんなにも楽しくてワクワクする瞬间はないですね。本当に楽しくて眠れなくなりますよ（笑）」
谁もやってないことを明らかにしていく、これこそが科学の醍醐味と先生は语ります。
新発见の喜びを语る片山先生
ノーベル赏を受赏した优れた基础研究でさえ、さまざまな解析に応用され、社会の贡献につながるのに30年もの年数を要したことを例に挙げ、先生は今后の展望についてこう続けます。
「限られた分野でしか役に立たないと思われていたことが、别の分野、ひいては社会全体の役に立つようになることもあります。『今の社会ではあまり必要とされていない研究』にも目を向け、可能性の芽をつぶすことのないように心掛けたいです。同时に、今の社会へ还元できる研究成果を今后も出し続けていきたいです」
あとがき
最初は「地球で起きていることをもっと知りたい！」という漠然とした动机で、地球惑星システム学を学び始めたそうです。「知りたい！」という好奇心や、「やってみよう！」という挑戦する気构えが、新たな研究成果につながっていることを目の当たりにしました。自分の感性を大切にする一方で、「自分の好奇心を満足させるだけでなく、世の中の役に立つことにも注力したい」と真挚（しんし）に语る先生。先生の热い人柄と地球の奥深さを感じ、もう一度大学生をするなら、地球惑星システム学を専攻したいと思いました。（颈）
