• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

光ファイバーケーブルを用いた高密度観測による構造推定:活断層から微小亀裂まで

研究課題

研究課題/領域番号 20K04097
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関九州大学 (2022-2023)
東北大学 (2020-2021)

研究代表者

江本 賢太郎  九州大学, 理学研究院, 准教授 (80707597)

研究分担者 中原 恒  東北大学, 理学研究科, 准教授 (20302078)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードDAS / 光ファイバー / 微細不均質構造 / 超高密度地震観測 / DAS観測 / 光ファイバーケーブル / 歪波形 / 短波長不均質構造 / 高密度地震観測 / 高密度観測 / 短波長不均質
研究開始時の研究の概要

光ファイバーケーブルを利用したDAS(Distributed Acoustic Sensing)観測が地震学において急速に広まりつつあり、近い将来にスタンダードな観測方法の一つになると期待されている。このDAS観測の最大の特徴は、従来の観測と比較して圧倒的に高密度なデータが得られる点である。本研究では、火山と内陸活断層付近のそれぞれにおいてDAS観測を行い、高密度観測の特徴を生かすことで、内陸活断層の構造を解明し,さらに微小な亀裂などによる速度不均質(短波長不均質)も評価する.新しい観測であるDASデータから、より多くの情報を引き出す手法開発も本研究の期待される点である。

研究成果の概要

Distributed Acoustic Sensing(DAS)観測を宮城県の国道4号・47号沿いの光ファイバーケーブルを用いて実施することで、数十kmの測線に沿って数m間隔という従来の観測より1桁以上の超高密度な振動データを取得した。地震記録から地盤増幅特性を推定することにより、長町利府断層を境に構造が異なる様子が確認され、雑微動を用いた解析では、地下100mまでの構造を詳細に求めた。波形のばらつきに着目することで、統計的に数十m以下の微細不均質の存在、空間変化を明らかにした。DAS観測により、数kmスケールの構造変化から、メートルスケールの微細不均質にまでアプローチできることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Connection between the cross correlation and the Green's function: strain and rotation of surface waves2022

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Hisashi、Haney Matthew M
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 230 号: 2 ページ: 1166-1180

    • DOI

      10.1093/gji/ggac094

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Source location of volcanic earthquakes and subsurface characterization using fiber-optic cable and distributed acoustic sensing system2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takeshi、Emoto Kentaro、Nakahara Hisashi、Miura Satoshi、Yamamoto Mare、Sugimura Shunsuke、Ishikawa Ayumu、Kimura Tsunehisa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 6319-6319

    • DOI

      10.1038/s41598-021-85621-8

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 橋梁により連続的に生成される表面波のDAS記録を利用した浅部地盤構造モニタリング2023

    • 著者名/発表者名
      矢武 克啓、中原 恒、江本 賢太郎、西村 太志
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 国道3号DAS観測における地震波干渉法を用いた日奈久断層沿いの浅部構造推定2023

    • 著者名/発表者名
      濵中 悟、江本 賢太郎
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 短波長不均質構造と歪波形のばらつき2023

    • 著者名/発表者名
      江本 賢太郎、濵中 悟
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多重前方散乱近似を用いた2次元ランダム不均質媒質における歪エンベロープ合成2022

    • 著者名/発表者名
      江本賢太郎、中原恒、西村太志
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元ランダム不均質媒質中での歪エンベロープの特徴2022

    • 著者名/発表者名
      江本賢太郎
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 国道4号線におけるDAS,ビデオカメラ,広帯域地震計による通過車両の同時観測2022

    • 著者名/発表者名
      矢武克啓、中原恒、江本賢太郎、西村太志
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 分布型音響計測(DAS)による国道4号線沿いのサイト増幅特性の稠密な空間分布の推定2021

    • 著者名/発表者名
      江本 賢太郎,中原 恒,西村 太志,山本 希
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Formulation of the SPAC method for strain, rotation, and tilt2021

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Nakahara, Kentaro Emoto, Takeshi Nishimura
    • 学会等名
      IAGA-ISAPEI 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancing the Extraction of Surface-wave Dispersion Curves from the Traffic Signal in DAS Data2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Yabu, Hisashi Nakahara, Kentaro Emoto, Takeshi Nishimura
    • 学会等名
      IAGA-ISAPEI 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of the shallow small-scale heterogeneity by using the dense DAS data2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Emoto, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura, Mare Yamamoto, Kodai Sagae, Gigi Ganefianto, Katsuhiro Yabu
    • 学会等名
      IAGA-ISAPEI 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 国道4号線沿いのDAS観測により捉えられた移動車両が励起する表面波を直接利用した浅部S波速度構造の推定2021

    • 著者名/発表者名
      矢武 克啓,中原 恒,江本 賢太郎,西村 太志
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 市街地における光ファイバーケーブルを用いた DAS観測による高密度データの解析2020

    • 著者名/発表者名
      江本賢太郎, 中原恒, 西村太志, 山本希, 寒河江皓大, Gugi Ganefianto, 矢武克啓
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi