 図2 フレンチポリネシアでの長期広帯域地震観測によって調査する地球内部構造の 概念図。これまでの陸上観測網によるデータでは明確に出来なかったマントル上昇流の 形態やコア・マントル境界の様子が解明されることが期待される。 |
図1 マントル上昇流の存在が示唆されているフレンチポリネシアでの日仏共同の
海陸長期広帯域地震観測計画。
フランス側は陸上臨時観測点をすでに10点(■)展開しており、
地震研究所とIFREEによる海底地震観測(●
)を2002年度に開始予定。
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海底地震観測とは？
地球表面の2/3を占める海域は地球内部の活動を知るためには重要な場所ですが、
厚い海水層が存在するために今現在でも海底での各種の観測には開拓的要素が数多く
残っています。そのため、この分野での研究は、新たな知見を得るための先進的機器
開発・実際の海域での観測・解析方法の開発など、総合的な視点での研究を自ら行え
る現在では稀少な分野です。その中でも、海底での地震観測を基とする研究は世界で
もトップレベルにあります。
本研究グループでは、地球内部を覗く「海半球ネットワーク」の地震観測網を構築
する目的で、陸から遠く離れた海底で長期間の観測を行える広帯域海底地震計を開発
・観測しています。また、所内の地震地殻変動観測センターと共同して、超深海用海
底地震計・GPSを利用した海底地殻変動観測技術・水中音響通信と衛星通信を利用し
た準リアルタイム海底観測など、各種の先端的な機器開発を基にした研究を行ってい
ます。
これらの観測・研究では、日本周辺で繰り返し発生する大地震の発生の場や詳細な
事前・事後の過程を知ることも狙っています。そして、これまでの海底観測技術では
見えなかった現象を地震発生の「その場」で調べることにより、地震予知の基礎研究
に大きく寄与すると考えています。
加えて、2002年度からはIFREE(Jamstec)との共同研究を開始して、これまでに取得
した海底長期観測データの解析及び、マントル上昇流域も観測対象とした研究も進め
ます。
具体的な研究項目の例
長期観測型海底地震計によるアレイ観測
海底での長期間連続の地震観測は世界的にも事例が大変少ないものです。
日本では長年に渡り短期間の海底地震観測を多数行っており、蓄積した技術を基にした1年間以上の連続観測を可能な自己浮上型海底地震計を開発しました。
東太平洋海膨での試験観測(1997/8~1998/9)を実施し長期観測能力が実証されたことで
、長期海底地震アレイ観測をフィリピン海(1999/11~2000/7)・三陸沖
(2000/10〜2001/7)・マリアナ(2001/10〜2003/2)・日本海(2001/10〜2002/11)で実施しています。
また、日仏共同の長期地震観測を仏領ポリネシア地域で計画中(図1,2)です。
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| 「海半球ネットワーク」の研究で必要な地震動を記録するには、数秒以上の長い周期の信号を捉えられる広帯域地震計を使う必要があります。 しかし、海底での広帯域地震観測は世界的にも事例が少ない未踏の領域です。 上記の長期観測の実績を基に高性能センサーを組み込んだ自己浮上型広帯域海底地震計 (写真1,2)を開発し、三陸沖・北西太平洋などで観測を実施して無事に回収しています。 北西太平洋では約1年間のデータが蓄積されており、典型的深海盆での平均雑音レベル等 が明らかになりました。今後も継続的に観測点の無い海域での地震データを蓄積します。 |  写真1 広帯域海底地震計の外観 |  写真2 広帯域海底地震計が着底した状態 （ROV「ドルフィン3K」より撮影） |
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図3 これまでに設置された長期海底地震観測点と陸上地震観測網 JT-1/2・WP-1・WP-2 (● )は海底掘削孔内観測点で、継続的な観測が開始されている。 ★ は広帯域海底地震計を示す。WP-2設置前の約1年間継続して観測を行った。 ●は長期観測型海底地震計によるアレイ観測点を示している。 |
 写真3 2001年の三宅島噴火に際し、新島沖に設置した、 準リアルタイム海底観測装置の海上ブイ部 |