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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Development of multi-scale observation techniques for monitoring slow-to-fast earthquakes

Planned Research

Project AreaScience of Slow to Fast Earthquakes
Project/Area Number 21H05204
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

田中 愛幸  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90508350)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 真人  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10333890)
新谷 昌人  東京大学, 地震研究所, 教授 (30272503)
横田 裕輔  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (30840540)
大久保 慎人  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 准教授 (50462940)
塩原 肇  東京大学, 地震研究所, 教授 (60211950)
荒木 英一郎  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), グループリーダー (60359130)
葛西 恵介  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (80534495)
青木 陽介  東京大学, 地震研究所, 准教授 (90376624)
板場 智史  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (90589285)
Project Period (FY) 2021-09-10 – 2026-03-31
Keywordsスロー地震 / 重力 / ファイバセンシング / 海底地震観測 / 海底地殻変動観測
Outline of Annual Research Achievements

広帯域にわたり空間的に継ぎ目なく地震現象を捉えるマルチスケール観測の実現のため、以下の3つの技術開発を行った。
1.重力計測グループでは、東北大が光源の周波数安定度向上、長期自動安定動作システムの開発、光ファイバーネットワークを用いた多点・遠隔計測方式の検討及び基礎実験を継続した。東大地震研は絶対重力計用の小型収録機を開発し、水沢江刺観測所において、これまでに開発した複数の重力計を用いた比較観測を実施した。東大理学部は、流体移動に伴う重力シグナルを評価するために重力データから地下水によるノイズを低減する解析手法や理論モデルを開発した。
2.ファイバ計測グループでは、海洋研究開発機構が、昨年度開発したTW-COTDRの性能を評価するため、神岡鉱山と室戸海底ケーブルで試験観測を開始した。神岡鉱山では局地的な歪場が良く観測できることが確認でき、室戸ケーブルでは連続観測により海底の温度変化が主要な要因と思われる変動が捉えられた。温度の影響を補正するための海底水温計測も9月から実施中である。同ケーブルではDASによるスロー地震の検出に成功した。これらの結果は主要な国際学会AGUの招待講演で報告した。産総研・高知大・東大地震研は、既存の地震・地殻変動観測技術とB01班の公募研究によるファイバ計測との比較検証を行うための検討を開始した。
3.海底計測グループでは、東大地震研が、水深6000 mを超える海域において計測可能な地震計のセンサ開発を継続するとともに、その他の部位の開発に着手した。東大生産研は従来の船舶を用いた観測の時間分解能を改善するため、ブイ及びUAVによる海底地殻変動観測手法の開発を開始し、AGUの招待講演で進捗報告を行った
以上に加え、流体が群発地震活動を誘発していると考えられる能登半島において、B02班の公募研究者と共同でファイバ計及び重力観測を開始した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度開発したファイバ計測機器の試験観測を含め、予定どおり研究計画が進展している。ファイバ計測と海底観測に関しては主要な国際学会で招待講演が行われ、本領域の研究開発が注目されていることがうかがわれる。また、当初の予定に含まれていなかった能登半島群発地震域において、ファイバ、重力計測によるマルチスケール観測も開始した。この群発地震はこれまでに観測されたことのない非常に稀な現象であるとともに流体の関与が指摘されている。本観測が、地震発生に流体が及ぼす影響の解明に貢献することが期待される。
本年度には領域として台湾押しかけワークショップが行われたが、それに先立ってB01班の3グループから1名ずつ、台湾の研究機関と共同で講演会を約3日にわたり実施するとともに、共同研究に発展させるための議論を行った。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画に従って以下の研究開発を実施・継続する。
1.重力計測グループは、前年度の内容を継続し、東北大が光源の周波数安定度向上、長期自動安定動作システムの開発、光ファイバーネットワークを用いた多点・遠隔計測方式の検討及び基礎実験を行う。東大地震研は前年度までに製作した収録装置を小型絶対重力計と接続し、通信帯光源および2台の重力計を用いた多重信号検出と観測サイトでの実証動作試験を行なう。東大理学部は検証のための重力データ取得・解析を行う。
2.ファイバ計測グループは、海洋研究開発機構が、TW-COTDRの性能評価および温度変化補償手法の開発を継続するとともに、常時観測により高速~低速現象を高い分解能・ダイナミックレンジで観測できるTGD-DASを開発する。産総研・高知大・東大地震研は、公募研究とも連携し、広帯域地震計・孔内傾斜計・歪計等の既存地震・地殻変動観測技術との比較検討を行う。
3.海底計測グループは、海底地殻変動計測では、昨年度までに準備したセンサ・ロガーを内包する、海底地震計全体の機構設計・製作を実施する。東大生産研は昨年度行われたブイ及びUAVによる海底地殻変動観測実験のデータを基に,機体を用いた水槽・実地試験を行う。

  • Research Products

    (47 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (37 results) (of which Int'l Joint Research: 22 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] GeoForschungsZentrum(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      GeoForschungsZentrum
  • [Int'l Joint Research] Dublin Institute for Advanced Studies(アイルランド)

    • Country Name
      IRELAND
    • Counterpart Institution
      Dublin Institute for Advanced Studies
  • [Int'l Joint Research] Scripps Institution of Oceanography(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Scripps Institution of Oceanography
  • [Journal Article] Experimental verification of seafloor crustal deformation observations by UAV-based GNSS-A2023

    • Author(s)
      Yokota Y, Kaneda M, Hashimoto T, Yamaura S, Kouno K, Hirakawa Y
    • Journal Title

      scientific reports

      Volume: 4105 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-023-31214-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Frictional and Hydraulic Properties of Plate Interfaces Constrained by a Tidal Response Model Considering Dilatancy/Compaction2022

    • Author(s)
      Sakamoto, R. and Y. Tanaka
    • Journal Title

      J. Geophys. Res. (Solid Earth)

      Volume: 127 Pages: e2022JB024112

    • DOI

      10.1029/2022JB024112

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A combination of tides and nontidal variations in ocean bottom pressure may generate interannual slip fluctuations in the transition zone along a subduction plate interface2022

    • Author(s)
      Yoshiyuki Tanaka, Hiromu Sakaue, Masayuki Kano, Suguru Yabe
    • Journal Title

      Geodesy and Geodynamics

      Volume: 14 Pages: 43-51

    • DOI

      10.1016/j.geog.2022.09.001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Imaging evolution of Cascadia slow-slip event using high-rate GPS2022

    • Author(s)
      Itoh, Y., Aoki, Y., & Fukuda, J.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10957-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Temporal change of km-scale underwater sound speed structure and GNSS-A positioning accuracy2022

    • Author(s)
      Y. Yokota, S. Watanabe, T. Ishikawa, Y. Nakamura
    • Journal Title

      Earth and Space Science

      Volume: - Pages: e2022EA002224

    • DOI

      10.1029/2022EA002224

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Extension of Aseismic Slip Propagation Theory to Slow Earthquake Migration2022

    • Author(s)
      Keisuke Ariyoshi
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research, Solid Earth

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1029/2021JB023800

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Seismological observations by distributed acoustic sensing off the Cape Muroto and around the Tsugaru Strait.2023

    • Author(s)
      Baba, S., Araki, E., Yokobiki, T., Yamamoto, Y., Hori, T., Fujie, G., Nakamura, Y., Matsumoto, H., Kawamata, K. & Uchiyama, K.
    • Organizer
      Slow-to-Fast earthquake workshop in Taiwan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海底面での機動的傾斜観測実現に向けた長期試験観測: 温度係数2022

    • Author(s)
      塩原 肇,篠原雅尚,佐藤利典,伊藤亜妃,杉岡裕子
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [Presentation] Observation accuracy of GNSS-A seafloor geodetic observation array (SGO-A) in 20222022

    • Author(s)
      Yokota Y, Ishikawa T, Watanabe S, Nakamura Y, Nagae K
    • Organizer
      AGU 2022 Fall meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] GNSS-A seafloor geodetic observation along the Japan Trench and the Nankai Trough conducted by the Japan Coast Guard2022

    • Author(s)
      Nakamura Y, Ishikawa T, Watanabe S, Nagae K, Yokota Y
    • Organizer
      AGU 2022 Fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Configuration design and positioning capability assessment of seafloor geodetic network2022

    • Author(s)
      Zhao S, Yokota Y, Wang Z, Xue S
    • Organizer
      AGU 2022 Fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of UAV technology to realize high-frequency GNSS-A observation: preparation2022

    • Author(s)
      Yokota Y, Hashimoto T, Yamaura S, Kaneda M, Kawakami T, Hirakawa Y, Matsuda T
    • Organizer
      International joint workshop on Slow-to-Fast earthquakes 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Overview of the seafloor geodetic observation conducted by the Japan Coast Guard using the GNSS-Acoustic ranging combination technique2022

    • Author(s)
      Nakamura Y, Ishikawa T, Watanabe S, Yokota Y
    • Organizer
      EGU General Assembly 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Full-Bayesian GNSS-A seafloor positioning solution derived by the Markov-Chain Monte Carlo method2022

    • Author(s)
      Watanabe S, Ishikawa T, Nakamura Y, Yokota Y
    • Organizer
      EGU General Assembly 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a method to analyze the error factor of GNSS-A system using SGO-A data2022

    • Author(s)
      Yokota Y, Ishikawa T, Watanabe S, Nakamura Y
    • Organizer
      EGU General Assembly 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SGO-Aにおける音響信号の角度・機器依存性と上下動誤差2022

    • Author(s)
      横田裕輔, 永江航也, 石川直史, 渡邉俊一, 中村優斗
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [Presentation] 南海トラフ及び日本海溝におけるプレート境界すべりの検出能力2022

    • Author(s)
      石川直史, 横田裕輔
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [Presentation] SGO-Aにおける統一的な新しい音響信号読み取り方法の検討2022

    • Author(s)
      永江航也, 横田裕輔, 石川直史, 渡邉俊一, 中村優斗
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [Presentation] 数値シミュレーションによるGNSS-A解析ソフトウェア「GARPOS」の測位誤差の評価2022

    • Author(s)
      中村優斗, 横田裕輔, 石川直史, 渡邉俊一
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [Presentation] SGO-Aにおける機器・角度依存した上下動誤差とGARPOSを用いた音響信号読み取り方法の検討2022

    • Author(s)
      永江航也, 横田裕輔, 石川直史, 渡邉俊一, 中村優斗
    • Organizer
      日本測地学会第138回講演会
  • [Presentation] 数値シミュレーションによるGNSS-A解析ソフトウェア「GARPOS」の精度評価:フルベイズと経験ベイズの精度比較2022

    • Author(s)
      中村優斗, 横田裕輔, 石川直史, 渡邉俊一
    • Organizer
      日本測地学会第138回講演会
  • [Presentation] 室戸岬沖におけるDASを用いたスロー地震観測2022

    • Author(s)
      馬場 慧・荒木 英一郎・山本 揚二朗・中村 恭之・藤江 剛・堀 高峰・松本 浩幸・西田 周平・横引 貴史
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [Presentation] Observation of slow earthquakes by distributed acoustic sensing off Cape Muroto, southwest Japan2022

    • Author(s)
      Baba, S., Araki, E., Yamamoto, Y., Nakamura, Y., Fujie, G., Hori, T., Matsumoto, H., Nishida, S., & Yokobiki, T
    • Organizer
      AGU 2022 Fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Observation of slow earthquakes by distributed acoustic sensing off Cape Muroto, southwest Japan2022

    • Author(s)
      Baba, S., Araki, E., Yamamoto, Y., Nakamura, Y., Fujie, G., Hori, T., Matsumoto, H., Nishida, S., & Yokobiki, T.
    • Organizer
      International joint workshop on Slow-to-Fast earthquakes 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Imaging evolution of Cascadia slow-slip event using high-rate GPS2022

    • Author(s)
      Itoh, Y., Aoki, Y., Fukuda, J,
    • Organizer
      EGU General Assembly 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高サンプリングGPSを用いたCascadiaスロースリップの時空間発展の推定2022

    • Author(s)
      伊東優治・青木陽介・福田淳一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2022
  • [Presentation] 2014 年 Iquique 地震の初期余効すべりによる最大余震の誘発2022

    • Author(s)
      伊東優治,Socquet,Anne、Radiguet,Mathilde
    • Organizer
      日本測地学会第138回講演会
  • [Presentation] Early afterslip of the 2014 Iquique earthquake led to the occurrence of the largest aftershock2022

    • Author(s)
      Itoh, Y., Socquet, A., Radiguet, M.
    • Organizer
      AGU 2022 Fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preliminary analysis of continuous gravity measurement data obtained at a long-term slow slip area in the Ryukyu Trench2022

    • Author(s)
      Hiramatsu, Y., Y. Tanaka., and A. Kobayashi
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preliminary analysis of continuous gravity measurement data obtained in a slow slip area in the Ryukyu Trench2022

    • Author(s)
      Hiramatsu, Y., Y. Tanaka., and A. Kobayashi
    • Organizer
      International joint workshop on Slow-to-Fast earthquakes 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スロースリップ信号の検出に向けた石垣島気象台における連続重力データの解析 (第二報)2022

    • Author(s)
      平松祐一, 田中愛幸, 小林昭夫
    • Organizer
      日本測地学会第138回講演会
  • [Presentation] Temporal gravity anomalies in long-term slow slip areas along the Nankai Trough and Cascadia2022

    • Author(s)
      Y. Tanaka, H. Sakaue and Y. Hiramatsu
    • Organizer
      International joint workshop on Slow-to-Fast earthquakes 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Gravity observations in long-term sliow slip areas in Japan2022

    • Author(s)
      Y. Tanaka, H. Sakaue and Y. Hiramatsu
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 地震時の重力変化に及ぼす密度の水平不均質の効果2022

    • Author(s)
      田中愛幸, V. Klemann, Z. Martinec
    • Organizer
      日本測地学会第138回講演会
  • [Presentation] 2011年東北地方太平洋沖地震の地震時断層すべり推定におけるGreen関数の比較2022

    • Author(s)
      高田大成,田中愛幸
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2022
  • [Presentation] 地殻変動モデリングにおけるGreen関数の比較2022

    • Author(s)
      高田大成,田中愛幸
    • Organizer
      日本測地学会第138回講演会
  • [Presentation] An estimate of the effects of laterally heterogeneous density distributions on coseismic gravity change2022

    • Author(s)
      Y. Tanaka, V. Klemann, Z. Martinec
    • Organizer
      AGU 2022 Fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Precise monitoring of slow earthquakes around Nankai Trough toward early detecting crustal deformation2022

    • Author(s)
      Keisuke Ariyoshi
    • Organizer
      International joint workshop on Slow-to-Fast earthquakes 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Extension of aseismic slip propagation theory to slow earthquake migration2022

    • Author(s)
      Keisuke Ariyoshi
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小型絶対重力計TAG-1を用いた低温野外環境における 連続重力観測2022

    • Author(s)
      新谷昌人, 岡大輔, 風間卓仁, 西島潤, 服部晃久, 福田洋一, 奥野淳一, 青山雄一, 土井浩一郎, 葛西恵介, 坪川恒也
    • Organizer
      日本測地学会第138回講演会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海底光ファイバー歪計で観測した南海トラフの浅部ゆっくり滑りとそれに伴う超低周波地震活動について2022

    • Author(s)
      荒木 英一郎、横引 貴史、馬場 慧、山本 揚二朗、Zumberge Mark、西田 周平、町田 祐弥、松本 浩幸
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [Presentation] Shallow slow slip and associated VLFE observed by seafloor fiber optic strainmeter in the Nankai Trough2022

    • Author(s)
      Eiichiro Araki, Takashi Yokobiki, Satoru Baba, Yojiro Yamamoto, Mark A Zumberge, Shuhei Nishida, Yuya Machida and Hiroyuki Matsumoto
    • Organizer
      AGU 2022 Fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seafloor fiber optic sensing technological development to capture slow process in the Nankai Trough megathrust2022

    • Author(s)
      Eiichiro Araki, Takashi Yokobiki, Hiroyuki Matsumoto, Satoru Baba, Shuhei Tsuji, Shuhei Nishida, Yuya Machida and Yoshiyuki Tanaka
    • Organizer
      AGU 2022 Fall meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 日本測地学会賞瀬戸賞

    • URL

      https://geod.jpn.org/seto/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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