堆積層用の海底観測ベースを用いた海底測地観測の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12440119
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 藤本 博巳 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50107455)
• 研究分担者: 金澤 敏彦 東京大学, 地震研究所, 教授 (30114698) ; 西野 実 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40322995) ; 三浦 哲 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70181849) ; 望月 公廣 東京大学, 地震研究所, 助手 (80292861) ; 小泉 金一郎 東京大学, 海洋研究所, 助手 (70107457)
• キーワード: 海底測地観測 / 海底地穀変動 / 傾斜観測 / 海底圧力変動 / 精密測位 / 堆積層 / 海底観測ベース / 深海掘削孔

研究概要

日本周辺の沈み込み帯は堆積物で覆われており、海底地穀変動の検出を目指す海底測地観測で問題となるのは傾斜観測である。そこで本研究は、パイプを打ち込んだ海底観測ベースを設置し、それを利用した傾斜観測を開始するとともに、海底圧力変動の連続観測と海底精密測位の繰り返し観測を行い、堆積層で覆われた海底における測地観測の有効性とその限界を明らかにすることを目指している。
平成13年度には、釜石沖日本海溝陸側斜面の深海掘削孔内に設置されている傾斜計と同型である米国のApplied Geomechanics社の傾斜計2台と付属品1式を購入した。この傾斜計は海底の計測に用いる中段の感度でも10億分の1の感度があり、鉛直から7度以内に設置されたセンサーの傾斜角度を+/-0.01度の範囲内におさまるようにジンバルを調整する必要がある。そこでこの傾斜計を自動制御し観測データを収録する傾斜計制御・データ収録装置2台を購入し、海底傾斜観測システム2セットを作り上げた。このシステムは耐圧水深3000mであり、音響切り離し装置による自己浮上の回収も、海中ロボットなどによる設置回収もできる。室内において、自動計測や長期計測などの動作試験を行うとともに、相模湖において自己浮上型システムの設置回収試験を行った。深海掘削孔内の傾斜計は、電源を交換して観測を開始した。海底圧力観測については、過去数年間の観測結果をまとめ、実効分解能が水深で1cmであり、2台の圧力計を用いた差圧観測は月に約1cmのドリフト成分のみを示すことなどを確認した。また三陸沖日本海溝の陸側斜面と海側斜面に音響測距装置を設置し、海上のキネマティックGPSと結合した海底精密測位観測を開始したので、そのデータ解析を行った。海中音速の補正などの問題が残っているが、GPS測位と音響測距の分解能は約1cmであることは確認できた。

研究成果

• [文献書誌] Fujimoto, H.: "GPS/Acoustic seafloor positioning for monitoring seismic coupling in the subduction zone off-Sanriku : A progress report"Proc. International Symposium on Slip and Flow Processes in and below the Seismogenic Region. 58-1-58-5 (2001)
• [文献書誌] Fukao, Y.: "The Ocean Hemisphere Network Project(OHP)"Workshop Report of OHP/ION Joint Symposium on Long-term Observations in the Oceans. 13-19 (2001)
• [文献書誌] Hino, R.: "Seismic structure and interplate seismicity of the Japan Trench subduction zone by ocean bottom seismographic studies"Tohoku Geophys. J.. 36. 257-259 (2001)
• [文献書誌] Fujimoto, H.: "Deployment of seafloor positioning system for the monitoring of seismic coupling at the Japan Trench off Sanriku"EOS Trans., AGU. F283 (2001)
• [文献書誌] Tamaki, T.: "Observation of seafloor crustal movement and ocean dynamics around Japan with ocean bottom pressure gauges"AGU Fall Meeting, EOS Trans, AGU. F1170 (2001)
• [文献書誌] Hino, R.: "Micro-tsunami from a local interplate earthquake detected by cabled offshore tsunami observation in northeastern Japan"Geophys. Res. Lett.. 28. 3533-3536 (2001)