内部潮汐波の励起による海中音波速度の12時間変動

• 研究課題/領域番号: 15740281
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 杉岡 裕子 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, 研究員 (00359184)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円); 2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2003年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
• キーワード: 海底火山 / 水中音波 / 内部潮汐波 / 海底地震観測 / 海底火山活動 / 海中音波 / 差圧式水圧計

研究概要

海底ケーブル式アレイ地震観測から得られたデータを用い、海底火山活動のモニタリングを行っている。これまでに多数の伊豆-小笠原-マリアナ火山列での活動を捉えており、その海底火山活動に伴い励起された海中音波の速度が半日周期変動している現象を見出した。本研究では、海底地震観測によって捉えられた海中音波速度の半日周期変動のメカニズムを解明することである。
その原因が海洋潮汐に伴う内部潮汐波の半日周期成分(M2)の励起により、海中音波速度構造の変動したと考え、数値計算により、その励起率を求めた。その結果、海中音波が最も効率よく伝播する海中の低速度領域(SOFARチャンネル)が海洋潮汐に伴う内部潮汐波のM2成分の励起によってゆらいだ結果、伝播距離およびそこでの海中音波速度構造が周期変動するというメカニズムを提示した。数値計算の結果は、観測から見出された変動の振幅および位相ともにほぼ説明できる。以上を論文にまとめ投稿した。
一方、新しい海底測器を用いた観測も試みた。広帯域水圧計として差圧式水圧計を独自に開発した。これは、絶対水圧計では捉えきれない微小な圧力変動を海底で検出するための測器であり、対象とする内部潮汐波のような数センチメートルオーダーの変動量を検出することは可能であることが期待できる。これに挑戦している。試験観測として、三陸沖孔内海底地震観測点の近傍に、1日程度の観測を実施した。内部重力波(〜100秒)から脈動(〜数Hz)の帯域までをカバーする微圧計として誕生した。現在、これの連続観測(海底ケーブルに接続)を相模湾で行っている。内部潮汐波の励起を直接観測すべく、未踏の帯域10000秒で感度100Paを有する測器を目指しているところである。