22일, 일본 교토대 우메노 켄 교수(통신공학) 연구팀은 대지진이 발생하기 전 상공 ‘전리권’에서 이상이 생기는 원인이 지각 내부 파괴로 점토질에 포함된 물 특성의 변화 때문이라는 연구 성과를 발표했다. 노토반도 지진 및 동일본대지진이 발생하기 약 1시간 전에도 이상이 있었지만 메커니즘은 밝혀지지 않았었다.

전리권은 지표에서 상공 300km 부근에 있는 전자가 퍼지는 층으로, 대지진 직전에 약 20km 지표로 내려온다는 사실이 보고된 바 있다.

연구팀은 본지진이 일어나기 전 파괴 압력으로 암반이 초고온까지 올라, 수분이 초임계라고 불리는 전기가 흐르기 어려운 상태가 된다고 가정했다. 암반이 대전(帯電)되어 전압이 일정 이상이 되면 방전되어 지표의 전압이 상승했다. 대기 중 정전기의 양도 변화해 전리권까지 전달돼 지상으로 끌어당길 것으로 예측했다.

점토질에 수분을 섞은 스테인리스 용기를 준비하고, 주위를 전기 히터로 감싼 장치를 설치했다. 지진 발생 시 암반에 가해지는 압력과 온도를 재현해 대전량을 측정했고, 그 결과 전리권을 교란하는 값이 관측돼 예측이 옳았음을 증명했다고 한다.