Estimation of the subsurface structure using the fiber optic cable – from the fault to the crack

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K04097
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Kyushu University (2022-2023); Tohoku University (2020-2021)
• Principal Investigator: Emoto Kentaro 九州大学, 理学研究院, 准教授 (80707597)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中原 恒 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20302078)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: DAS / 光ファイバー / 微細不均質構造 / 超高密度地震観測

Outline of Final Research Achievements

Very high dense observation based on the distributed acoustic sensing (DAS) technique was conducted using fiber optic cables along national routes 4 and 47. The number of measurement points is larger than one order than that of conventional seismic observation. From the analysis of the site amplification, different response across the Nagamachi-Rifu Fault was estimated. By statistically analyzing the variation of waveforms between channels, the spatial variation of the small-scale heterogeneity, whose scale is less than the order of one meter, was estimated along the fiber optic cable. DAS can be used to reveal the velocity structure along the fiber optic cable from meter to several tens of kilometers.

Free Research Field

地震学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

新しい技術であるDAS観測が、地震学の観測手法の一つになり得ることを示すことができた。超高密度観測は、浅部構造の理解や断層帯付近における微細不均質の推定に役立てることができ、不均質形成の理解に貢献する。加えて、大地震発生時に建物被害の分布は、細かいスケールでばらつくものであるが、これを理解するため、また将来の大地震に対する被害予測の観点で、浅部構造や地盤増幅率を詳細に推定することは社会的に重要であり、これからの地震学においてDAS観測が普及していく大きな意義になると思われる。