極微小地磁気変化信号解析による地震断層運動およびその前駆現象の解明

• Project/Area Number: 15K06102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 竹内 伸直 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (80005420)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 磯上 慎二 福島工業高等専門学校, 一般教科, 准教授 (10586853) ; 大久保 寛 首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (90336446)
• Project Period (FY): 2015 – 2017
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2015: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 地震地磁気変化 / SQUID地磁気磁力計 / 地震磁気変化

Outline of Annual Research Achievements

地震断層運動に伴い磁気変化信号が観測されることが、本研究代表者らが国内外で初めて明らかにしている。しかし、観測例は、その重要性にもかかわらずこれまで数例にとどまっており、この現象を詳細に明らかにするためには観測例を大幅に増やすことが求められている。このため、平成29年度も福島県いわき市遠野町で地磁気観測を継続した。
これまで本研究代表者らが明らかにしてきたもっとも重要な点は、地震断層運動に伴う磁気変化は非常に微小であることである。例えば、マグニチュード5クラスの地震が観測点から20km程度の距離で発生したとすると、それによる磁気変化量は数10ピコテスラと極微小であり、通常地磁気観測に使用されるフラックスゲート磁力計では到底観測できない。また、発生する磁場にはそれぞれ向きがあるため、磁場3成分観測が非常に重要である。そこで、本研究代表者らは高温超電導SQUID素子を用いた地磁気観測用の高感度な磁力計システムを開発し、平成24年3月から現在まで観測を継続してきた。
これまでの観測結果からSQUID磁力計の測定解像度を検討した。計測信号処理の手法として、Mean Shiftを用いたSQUID地磁気計測計の雑音低減法の検討をさらに進めた。SQUID磁力計を野外で使用する場合のノウハウを蓄積しつつあり、今後さらに継続的に観測を続けることで, 地震前駆現象としての地場変化の発見につながるものと考える。

Research Products

• [Presentation] HTS-SQUID地磁気測定における磁束トラップの雑音除去のためのMean-shiftクラスタリングの改良 (2017)
  • Author(s): 谷口万理奈，香取勇太，大久保寛，竹内伸直，西川清史
  • Organizer: 信号処理研究会，SIP2016-153, pp. 93-98
  • Place of Presentation: 沖縄産業支援センター（那覇市）
  • Year and Date: 2017-03-01
• [Presentation] 直交3成分地磁気の観測データを用いた磁気変動推定に関する一検討 (2017)
  • Author(s): 関川真彩，大久保寛，竹内伸直，西川清史
  • Organizer: 信号処理研究会，SIP2016-156, pp. 109-114
  • Place of Presentation: 沖縄産業支援センター（那覇市）
  • Year and Date: 2017-03-01
• [Presentation] ディープラーニングを利用した複数地点間の高精度地磁気推定方法の比較 (2016)
  • Author(s): 香取勇太，大久保 寛，竹内 伸直
  • Organizer: 地球電地球惑星圏学会 秋学会 R003
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス（福岡市）
  • Year and Date: 2016-11-21
• [Presentation] 深層学習技術を用いた地磁気変動推定の検討 (2016)
  • Author(s): 香取勇太，大久保 寛，竹内 伸直
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会 SEM35-P03
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] Mean-shiftを用いたHTS-SQUID地磁気測定における磁束トラップの雑音除去手法 (2016)
  • Author(s): 辻拓麻，香取勇太，大久保寛，竹内伸直，西川清史
  • Organizer: 信号処理研究会(SIP2015-173)
  • Place of Presentation: 大分県別府市 （別府国際コンベンションセンター）
  • Year and Date: 2016-03-29
• [Presentation] 地磁気変動検出に向けたディープラーニング技術の利用方法の検討 (2016)
  • Author(s): 香取勇太，大久保寛，竹内伸直
  • Organizer: Conductivity Anomaly 研究会
  • Place of Presentation: 東京都 (東京大学地震研究所)
  • Year and Date: 2016-01-06
• [Presentation] Observation of Magnetic Signals from Earthquake Faulting Using High-resolution HTS-SQUID Magnetometer: Feasibility of Super-early Warning of Earthquakes (2015)
  • Author(s): Yuta Katori, Kan Okubo, Tsunehiro Hato, Akira Tsukamoto, Keiichi Tanabe, Nobuhito Onishi, Chikara Furukawa, Shinji Isogami, and Nobunao Takeuchi
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2015(S33B-2770)
  • Place of Presentation: San Francisco,USA (Moscone Center)
  • Year and Date: 2015-12-16
• [Presentation] A Comparison Study of High Resolution Geomagnetic Observation Systems Using HTS-SQUID Magnetometer for Earthquake Detection (2015)
  • Author(s): Yuta Katori, Kan Okubo, Tsunehiro Hato, Akira Tsukamoto, Keiichi Tanabe, Nobuhito Onishi, Chikara Furukawa, Shinji Isogami, and Nobunao Takeuchi
  • Organizer: AOGS 2015 (SE07-15-A009)
  • Place of Presentation: Singapore (Suntec Singapore Convention & Exhibition Centre)
  • Year and Date: 2015-08-07
• [Presentation] いわき観測点における地磁気観測用HTS-SQUID磁力計の比較評価 (2015)
  • Author(s): 香取勇太, 大久保寛, 波頭経裕, 田辺圭一, 塚本晃, 大西信人, 古川克, 磯上慎二, 竹内伸直
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会 S-EM33-12
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市 (幕張メッセ)
  • Year and Date: 2015-05-26