大地震が発生する前、上空の「電離圏」で異常が生じることがあるのは、地殻内部の破壊で粘土質に含まれる水の特性が変化することが原因との研究成果を、京都大の梅野健教授（通信工学）のチームが発表した。能登半島地震や東日本大震災の発生約１時間前にも異常があったが、メカニズムは不明だった。

電離圏は地表から上空３００キロ付近にある電子が広がる層で、大地震直前に約２０キロ地表に引き下がることが報告されている。人工衛星の位置測定システムの観測局を増やすことなどで、１〜２時間前にマグニチュード（Ｍ）７・０以上の大地震について、発生場所や揺れの範囲が予測できる可能性があるという。

これまでの研究で、大地震発生時の震源地の地質調査から、プレート境界にある粘土質の層に水分が含まれることが分かっている。