2015 Fiscal Year Annual Research Report
高性能海底地震計の革新的機能高度化へ向けた開発研究
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15H02122
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
塩原 肇 東京大学, 地震研究所, 教授 (60211950)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉岡 裕子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球深部ダイナミクス研究分野, 主任研究員 (00359184)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 固体地球物理学 / 広帯域地震学 / 海底地震計 / 底層流 / 自己浮上方式 / 自律動作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自律動作型の高性能広帯域海底地震計(以後NX-2G)を実現させるには、既に実用化した新型広帯域海底地震計(BBOBS-NX)の複数回での運用と事前準備試験で把握した課題を解決する必要がある。その一つは、海中を自由落下して着底した際に、搭載した広帯域センサーが許容できる上限を超えた傾斜が、半数程度の設置回数で発生している点である。その発生要因を確認するため、小型の深海用ビデオカメラ及び傾斜変動計測用の加速度ロガーを作成し、BBOBS-NXの長期設置時にこれらを仮取付し、観察を実施した。H27年度当初は3回の観察機会が予定されていたが、装置のトラブルと悪天候などにより、9月航海時の1回でのみ実現できた。その観察結果からは、BBOBS-NXは降下中に定常かつ周期的な大きい傾斜変動(±15度)を起こしており、その着底直前での傾斜を保存して海底面へ突入している様子であった。
NX-2Gシステムでは、設置状態・観測状態・回収状態の3つの状態を2段階の遷移過程で制御する必要がある。これを確実かつシンプルに実現させるため、2段階の動作を行う機械式音響トランスポンダーを開発した。これ自体は、最初は突き出ているピンが1回目の動作で半分、2回目に完全に引き込まれるだけのものである。H28年度にはこのピンの動作から、2段階の遷移過程を実現させる制御機構を考案・製作し、NX-2G試作機を作り上げる。
また、今のところNX-2Gシステムでは、従来のBBOBS-NXと同じ広帯域地震センサー部をそのまま利用する予定であるが、自己浮上回収を確実に行えるように、センサー部をより小さく、単一の耐圧容器に収めることも検討している。その候補となるセンサーとして、低消費電力な水晶発振式加速度センサーが挙げられ、その性能評価試験を高性能広帯域地震センサーとの陸上比較観測として開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画ではH27年度中にNX-2G試作機を完成させる予定であったが、構成要素の一部完成までに留まった。一方で、その開発の基礎となる傾斜発生要因の観察装置およびそれらによる観察を実行できた点では、当初計画を前倒しで実施出来ている。H28年度での実地試験の実現を狙った、海洋研究開発機構の研究船利用公募には採択されなかったが、3000m級無人潜水艇(ROV)を民間傭船で利用出来る可能性がある。後者であれば時期的制約は少なく、NX-2G試作機の製作を拙速に進める必要はなくなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
H28年度は、NX-2G試作機を完成させることを主眼に研究開発を進める。秋頃にROV傭船を行い、降下姿勢・着底時傾斜および3つの状態の遷移を海底環境下で確認する、各種試験を実施する予定である。その際には、H27年度に開発した深海用ビデオカメラと加速度ロガーを利用する。性能評価中の水晶発振式加速度センサーについても、実用化を目指してロガーの仕様設計までを進める。
H29年度以降は、本年度の試験結果を基に、NX-2Gシステムを実用観測機器レベルへと機能高度化を図るための、試験観測と機器の研究開発を継続して繰り返し実施する。
本研究でのNX-2Gシステム開発が一定の段階に達したところで、適宜国内外の関連学会での成果報告を実施する。実用観測レベルの機器として完成したら、国際誌での成果発表を行う予定である。
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