(1) 課題番号：0909（京大０２１３からの継続）

(2) 実施機関名：名古屋大学大学院環境学研究科

(3) 課題名：海底地殻変動測定器の開発とそれを用いた観測

 

(4) 本課題の5ヵ年計画の概要とその中での平成14年度までの成果：

 (4-1) 「地震予知のための新たな観測研究計画の推進について」（以下、建議）の項目：

 　3. 地殻活動シミュレーション手法と観測技術の開発　(2) 観測技術

 (4-2) 関連する「建議」の項目：

　　1-(2)-イ，1-(2)-ウ，3-(2)-ウ

 

 (4-3)「5ヵ年計画全体としてのこの研究課題の概要と到達目標」に対する到達した成果：

　5ヵ年計画全体の概要は，海底に設置した基準点と海上の船の間を精密音響測距し，GPSで精密に決定した船上装置の位置とリンクするというシステムを開発し，陸上のGPS観測網で得られている変位ベクトルデータ自然延長した形で，海溝陸側斜面や海溝周辺海域の海底の変位データを得ることをである．また，到達目標としては，実用化のための実証段階として数ヵ月程度のやや長期の観測を実施し，実用システムとしての問題点の洗いだし，長期観測耐えるためのハードウェアの改良を加え，実際に長期にわたる繰り返し観測を行なうことを挙げていた．13年度までに海底局位置決定のランダム誤差は5 cmまで向上し，実用化への目処が立った．また，システム全体の精度向上にはキネマッテクＧＰＳの位置決定精度向上が不可欠であることも明らかになった．１４年度には，音響測距部分の問題点として，従来用いていたチャープ波を送信するにはトランスデューサの制御が難しいことが判明し，Ｍ系列波に切り替えるというハード面の改良を行なった．また，東海大学と共同で，駿河湾北部において２カ月半に渡って長期観測テスト用の同一海底局を５回くり返し測定することに成功した．さらに，静岡県水産試験場と共同で，同地域に２カ所，５年間継続観測可能な海底局を設置した．以上の成果は，到達目標のほぼ全てを実践したことに相当する．

 

(5)　平成14年度成果の概要：

 (5-1) 「平成12年度全体計画骨子の補足説明,３．具体的な課題提案の背景」のどの項目を実施したのか：　　

(2)　プレート境界におけるカップリングの時空間変化

(2)-2. テストフィールド      　　

(2)-2-2. 東海・南海 

 

 (5-2) 平成14年度項目別実施計画のどの項目を実施したのか：

　「観測技術開発」（ａ）海底諸観測

 

 (5-3) 平成14年度に実施された研究の概要：

長期くりかえし観測のテストとして，東海大学と共同で，駿河湾北部において2002年8月〜10月にかけて，同一海底局を５回くり返し測定することに成功した．これにより，我々が開発している海底地殻変動観測システムの実用化への目処が立った．これを受けて，駿河湾内とその南方海域における海底局網の構築に着手した．その第一段階として，2002年10月30〜31日に静岡県水産試験場と共同で，駿河湾内の２カ所に５年間継続観測可能な海底局を設置した（図909-1）．また，従来の音響測距では，流されながら（停船して）の測距であったために想定どおりの測線上で測距ができない，あるいは流れが遅い時には１測線の測距に時間がかかり，特に流れがなくなった時には定点観測になることもしばしばあり，測距の効率が悪いという問題があった．そこで，船を走らせながら測距をする実験を試みた．その結果，２ノット程度の低速では，多少ノイズレベルが上昇するものの，充分なS/N比が稼げ（図909-2），測距精度には影響しないことが分かった．ただし，船が違う場合は船体ノイズが異なるため，異なった船でも同様の成果が得られるかは今後の検討を要する．

 

 (5-4) 当初設定した平成14年度の到達目標に対する成果の概要：

　当初の目標は次の４点であった：1) 精度向上の最大のネックであるkinematic GPSの精度向上を図る，2) 複数点の同時測距を可能とする，3) 数ヵ月程度のやや長期の試験観測を行う，4) 水深3000m以上の海域での長期観測に向けた基礎実験を行う．

1) については，10 km程度の短い基線において，衛星配置を考慮に入れながら移動体のキネマティック測位をする実験を行なった．2) については，測距信号認識の処理が煩雑になるためにデメリットが大きいことが判明し，複数海底局同時測距のための機器改良を行わなかった．そのかわり，送信信号の前にヘッダ信号を付けて，複数設置してある海底局を確実に呼び分けられるように改良した．3) については，２カ月半に渡って長期観測テスト用の同一海底局を５回くり返し測定することに成功した．4) については，船上局−海底局間の距離が3000 mになるとS/Nが悪くなり，改良の余地があることが判明した．

 

 (5-5) 共同研究の有無：

　・東海大学　地震予知研究センターとの共同研究

　　　船舶「北斗」を使用して設置・観測　(14年8月〜10月　6名)

　・静岡県水産試験場との共同研究

　　　船舶「駿河丸」を使用して設置・観測　(14年10月〜11月　15名)

　・国土地理院との共同研究

　　　GEONET観測点（静岡清水，賀茂）の臨時１秒サンプリング収録

 

 (5-6) 平成14年度の成果に関連の深いもので、平成14年度に公表された成果：

1.          田所敬一・三宅　学・安藤雅孝・奥田　隆・佐藤一敏，海底地殻変動観測の誤差評価：海底局位置決定誤差に対する海中音速構造の影響，地球惑星科学合同大会，東京，2002年5月．

2.          安藤雅孝・田所敬一・奥田　隆・長尾年恭・佐藤一敏・三宅　学，駿河湾・東海沖海底地殻変動観測計画，地球惑星科学合同大会，東京，2002年5月．

3.          三宅　学・田所敬一・佐藤一敏・奥田　隆・安藤雅孝，駿河湾での海底地殻変動繰り返し観測，地球惑星科学合同大会，東京，2002年5月．

4.          田所敬一・安藤雅孝・三宅　学・杉本慎吾・奥田　隆・長尾年恭・佐柳敬造・村上英幸・川上太一，海底地殻変動くり返し観測の実現，日本地震学会，横浜，2002年10月．

5.          Wojciech Debski・田所敬一・三宅学・杉本慎吾・奥田隆・安藤雅孝，Ocean Bottom Crust Deformation Measurement - the Indirect Acoustic Location Algorithm，日本地震学会，横浜，2002年10月．

6.          三宅　学・安藤雅孝・田所敬一・杉本慎吾・奥田　隆・Wojciech Debski・長尾年恭・佐柳敬造・村上英幸・川上太一，駿河湾での海底地殻変動観測：繰り返し観測の精度評価，日本地震学会，横浜，2002年10月．

7.          佐野　修・藤本博巳・新谷昌人・金沢敏彦・東原紘道・ 山内常生・田所敬一・柳谷　俊・松島　健，観測技術開発部会からの提案とその実現見込みについて，日本地震学会，横浜，2002年10月．

 

(6) この課題の実施担当連絡者：

氏名：　安藤雅孝

電話：　０５２−７８９−５３９０

FAX：　０５２−７８９−３０４７

E-mail：　ando@seis.nagoya-u.ac.jp

 

 

図の説明：

 

図909-1: 駿河湾内の２カ所に設置した５年間継続観測可能な海底局と今後の設置予定

図909-2: 停船中（上）と２ノットで航行中（下）において受信した測距信号の比較