Development of prediction method for burrow shape on the sea floor by using ultrasonics

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18835
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Asakura Takumi 東京理科大学, 創域理工学部機械航空宇宙工学科, 准教授 (60778207)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清家 弘治 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 (20645163) ; 水野 勝紀 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (70633494)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 海洋生態系 / 底生生物 / 超音波 / スクリーニング手法 / ヤマトオサガニ / 水中音響

Outline of Final Research Achievements

To efficiently measure the general shape of many burrows, we aimed to construct a method to measure the internal morphology of burrows by emitting ultrasonic waves from the burrow openings and measuring the reflected waves. We confirmed that the maximum amplitude was obtained by using a 100 kHz frequency component in the search for the optimum frequency through simulation. Field measurements using 100 kHz pulsed waves and conical scanning using 500 kHz frequency modulated pulses were conducted, respectively, and showed that both burrow length and direction of burrow propagation can be predicted with high accuracy.

Free Research Field

応用音響工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

海中や海底表面の環境計測の試行や，再生エネルギーの利用に際して海洋生態系に与える影響の評価が行われている．一方，特に海底下の堆積物中の生物や環境への影響については依然として不明な点が多い．沿岸域の海底には底生生物が多数存在し，これらの生物の巣穴の存在によって，周囲の生態系及び非生物環境は大きな影響を受ける．しかしながら，底生生物はその多くが堆積物中に存在するため，詳細で定量的な観測を十分に行うことが難しい．さらに、直接サンプルを回収するような調査手法では底生生物についての知見構築を加速させることは困難である．このため，より短時間かつ低コストで調査可能なスクリーニング手法が併せて求められている．