第６章 「地殻活動監視システム」研究計画
１．はじめに
監視観測の実施は大学以外の関係機関が主体となるが，大学は新たな手法の開発や観測の精密化等で，監視システムの高度化に貢献できる．また，地殻活動予測システム構築のためには，観測データの有効活用が不可欠であることから，データ流通のあり方についても検討し積極的に提言を行っている．
これらの基本方針にのっとり，平成13年度は以下の各項目を実施した．
２．地殻活動モニタリングシステムの高度化のための観測手法の開発
地殻活動モニタリングシステムの高度化のための新たな観測手法の開発や観測の精密化として平成13年度は以下の課題が実施された．
○ 東海及びその周辺地域における地下水観測研究(課題番号0702)
東京大学大学院理学系研究科附属地殻化学実験施設では現在新しい地球化学観測テレメータシステムの開発を行っている．本実験施設では，非揚水型で四重極質量分析計とラドン測定装置を用いる多成分の同時並行観測の方式を開発し，平成11年度に御前崎・竜洋及び鎌倉の3観測点の計5本の観測井に対して設置を行った．平成13年度は，平成11年度に５観測井に設置した気体交換モジュールを用いて地下帯水層から直接ガスのみを採取し、四重極質量分析装置とラドン測定装置により溶存ガス成分を測定するシステムの連続運転を行ない、新たなデータ収集解析システムの構築を行なった。
これにより、自然水位および精密水温測定との両立が可能となり、地下水に含まれる異なる起源、挙動、化学的性質の多成分のガスを同時に観測し、変化を統一的に解釈できることから、地震直前過程の解明へつながることが期待される。新しいシステムでの成果は、竜洋観測井において溶存二酸化炭素の潮汐応答が観測されたことで、地震前からの歪みの蓄積を反映する変化がでることが期待される結果である。なお、既存の地下水観測点を、非揚水型で四重極質量分析計とラドン測定装置を用いる多成分の同時並行観測の方式に変える計画を平成11年度から開始したが、平成12年度以降は予算化されず、最初の５観測井にとどまっている。
３．広域地殻活動データの流通のあり方についての検討
地殻活動予測システム構築のためには，広域の地殻活動観測データの利用が不可欠である．我が国では地震や地殻変動等の地殻活動観測は，大学や気象庁，防災科技研，国土地理院など多数の機関において実施されている．このため，それらを活用して地殻活動モニタリングシステムを実現するためには，観測データの流通が重要となる．このような観点から，データ流通のあり方について検討を進めている．
○ 高感度地震波形データの全国リアルタイム流通システムの開発
防災科学技術研究所において整備が進められている基盤的高感度地震観測網（Hi-net)では，これまでに約500点の観測点が新設され，非常に高品質な短周期地震計観測データが収録されている．防災科学技術研究所ではフレームリレー網を用いた独自のデータ伝送網を構築し，すべてのHi-net観測点からリアルタイムで地震データを収集するとともに，気象庁の所轄管区にも転送している．
このデータを大学においてもリアルタイムで利用できるようにすることは，地殻活動監視システムの高度化研究や，地殻活動予測システムの研究を推進する上できわめて重要である．しかしHi-netのデータは膨大であり，それを全国の大学に流通させることは容易ではない．この非常に困難な問題については，平成11年度に全国の研究者の間で活発な討論を行い，その結果として「Hinetのデータ流通の望ましい姿」についての提言を行った．その後，関係者の理解が得られて実施に向けて検討が進められ，平成13年度末から，大学の衛星テレメータシステムを利用したHi-netのリアルタイムデータ流通が実現することになった（図6.1）．
これを受けて平成13年度は、防災科研、気象庁、および、大学の各基幹システムの開発担当者がデータ流通システムの開発を実施した。システムの構成は、地上系のデータ交換システムと、衛星系のデータ配信システムからなる（図6.2）地上系のデータ交換は、大手町にあるHi-netの東サブセンターにTDX(Tokyo
Data Exchange)というデータ交換用LANを置き、そこにそれぞれの機関が自分のデータを流し、相手のデータを入手する、という仕組みで実現されている(図6.3）。TDX上のデータパケットは大学や気象庁で採用されているWINパケットである。このためHi-netデータはデータ変化されてTDXに投入される。またTDXのデータはHi-netに変化されて防災科研に送られる。大学は、TDXから入手したデータを東大地震研と群馬にある衛星中継局に地上高速回線で転送し、通信衛星を介して全国の大学に流通させる。
地上回線の調達の遅れから、平成13年度の終わりにシステムの試験が行われたが、その後平成14年4月に本格稼動が開始することになった。これにより，日本中の高密度高感度地震観測データが，全国のどこでも簡単なアンテナと受信装置で利用できるようになり、世界に類を見ない画期的なシステムとなる．研究者は，研究目的に応じて必要なデータをリアルタイムで取得し処理することができることから，地殻活動モニタリングの高度化のための研究の発展に大いに寄与するものと期待される．
一方で，高品質高精度のHi-net観測点が全国的に整備されることにより，これまで各大学が担ってきた各地域の微小地震定常観測はその役目を終える時期に来ている．各大学は，今後は，Hi-netなどの観測データを活用しつつ，より目的を絞った研究観測を実施し，観測技術にも一層の磨きをかけて，未解明の問題に向かって挑戦していくことが望まれる．このような方向で，すでに平成12年度から全国の大学関係者の間で討論が進められており，その成果が期待される．
４．おわりに
平成11年度から始まった全国の大学，気象庁，防災科技研の研究者による共同研究や各関係機関における精力的な協議の結果，平成13年度末には，衛星テレメータシステムによるHi-netデータの各大学等へのリアルタイムデータ流通が実現されるはこびとなった．これにより今後，大学においても，リアルタイムデータを活用した解析システムや地殻活動監視システムの高度化の研究が進展するものと期待される．
大学は，平成14年度以降も引き続き，新たな手法の開発や観測の精密化等で地殻活動監視システムの高度化に貢献していく．地殻変動連続観測データのデータ流通システムについても関係者間で相談し，その実現に向けて研究を進めていく．今後の大学の観測体制のあり方については，全国の大学関係者だけでなく，気象庁や防災科技研，国土地理院などの関連する方々も含めて，広く議論を進めていく．
参考文献
伊藤貴盛、角森史昭、五十嵐丈二、竜洋観測井で観測された二酸化炭素の潮汐応答、日本地球化学会年会３C11（2001）
鷹野澄・卜部卓・平田直・笠原敬司・小原一成・堀貞喜・西出則武・若山晶彦・中澤博志・松森敏幸、高感度地震波形データの全国リアルタイム流通システムの開発、日本地震学会秋季大会、B57（2001）
