2018 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 神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (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 / 自己浮上式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
広帯域海底地震観測研究分野でのブレークスルーとして、本研究での最終目標としている、自律動作による埋設センサー方式広帯域海底地震計(NX-2G)の実現を推進している。
2016年には動作確認のための実海域試験を実施した。その際の問題点を確認・改修を進め、2017年4月の研究観測航海で、長期試験観測を開始する機会を得た。通常型の広帯域海底地震計(BBOBS)も同一地点で観測しており、両者を比較するためのデータが得られている。航海計画時には、無人潜水艇(ROV)を利用してNX-2Gの起動時の様子を直接観測する予定であったが、航海中に天候悪化のためROV作業が出来なくなり、NX-2Gのみを海面から投入し、研究船からの音響通信で起動させ、その動作が正常に終了したことを確認した。なお、NX-2G本体には独自開発した小型深海ビデオカメラを固定し、投入・着底・起動の様子を記録させていた。
本NX-2Gの回収は2018年10月に実施され、その際にはROVにより自己浮上式による回収状態への移行を映像確認した。設置時に取り付けたビデオカメラのデータも無事に回収され、起動時も想定通りに移行動作したことが映像面でも確認された。しかしながら、広帯域地震センサー1成分の内部で断線が発生して完全なデータでは無かったこと、また埋設センサー部とその直上に錘から繋留された記録部を接続する水中ケーブルの取り回しが適切では無かったことによると思われる不十分な雑音低減効果(期待値の半分程度)のため、まだ充分に機能確認が出来たとは言えない状況にある。2019年度に行われる観測研究航海で再度試験観測を実施する機会が得られたので、2019年8月から1年間ほどの長期試験観測を、通常型のBBOBSおよび海底設置流速計を併設し実施することを予定している。
これらの研究成果を、国内外の関連学会(JpGU、AGU)において公表した。
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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
本研究の目的である自律動作形のセンサー埋設方式広帯域海底地震計（NX-2G）の実用的開発について、2016年の試験観測を元にした実用検証機を、2017年から2018年に実施した長期試験観測にて、その機能確認を行える段階にまで達した。
その結果、実用検証機でのNX-2Gの構造が基本的に完成しており、設置・観測・回収状態における、その想定した機能動作が正常に行えることが、2018年度までにほぼ確認できた。この試験観測のデータで判明した問題点、水平動雑音レベルの低減効果が小さかったこと、についてはその対策を2019年前半までに実施した。
以上、申請時の計画からは非常に厳しい条件下であったが、本開発研究での当初目的をほぼ達成したものと判断している。今後、実用観測での経験を加えて、より実用機として完成させていくことで、海域での地球科学の発展へ寄与したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
2017-2018年度に実施した長期試験観測では、2016年度の実海域試験に続き、NX-2Gを実現するためのシステム、機構的動作の機能検証の点では充分な成果を得られたと考えている。ただし、本来の埋設センサー方式での過去の実績から期待される、通常型BBOBSとの比較による雑音低減効果、10分の1以下のレベルを得ることが出来なかった。この原因が、観測状態における水中ケーブルの配置にあることは充分に想定される。これは、錘で係留している記録部（底層流の影響を大きく受ける）からセンサー部への水中ケーブルに余長がなかった配置のミスと、海底面から水中ケーブルが立ち上がる位置がセンサー部に近接していたことで、振動する部分とセンサー部のデカップリング（分離）が不十分であったということである。
2019年8月に開始する再度の長期比較試験観測までには、底層流で揺らされる記録部と埋設センサー部の間にある水中ケーブル、両者間での機械的カップリングが充分に減るような機構的改修による対策を行い、再度の長期試験観測へ備える。
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