超伝導重力計とレーザ歪計による地球核の個有振動の検出-神岡と松代での比較-

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16340134
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 佐藤 忠弘 国立天文台, 電波研究部, 教授 (10000176)
• 研究分担者: 新谷 昌人 東京大学, 地震研究所, 助教授 (30272503) ; 今西 祐一 東京大学, 海洋研究所, 助手 (30260516) ; 大橋 正健 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (80213833) ; 福田 洋一 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30133854)
• キーワード: 超伝導重力計 / レーザ歪計 / 絶対重力計 / 2004スマトラ地震 / 低周波地球自由振動 / 自由振動OS0モード / 潮汐歪 / 地震性歪ステップ

研究概要

1.重力グループ
1.1 観測、機器開発
神岡、松代での超伝導重力計(SG)観測は、液体ヘリウムの補充を行い順調に続けられている。本科研費で展開している気圧計観測網でデータが得られている。2005年7月に,京都大学の絶対重力計(AG)による神岡SGの検定を実施した。また、新谷、坪川はそれぞれ独立にAGの開発を行っている。
1.2 研究
2004年12月26日のスマトラ沖で発生したMw=9.3の地震は、神岡、松代の両観測点で3カ月以上にわたって観測された。この記録も含む、世界のGGP (Global Geodynamics Project)観測点から選んだ低ノイズSG記録を使い低周波自由振動の解析を行い、OS2等の周期、Q-値を高い精度で決定することに成功した。また、OS0の緯度依存性を世界で始めて観測から発見し、3次元地震波モデルとの比較を行った(GRLに投稿、査読中)。SGデータの解析結果に関する複数の論文を国際誌に出版した。
2.レーザ歪計グループ
2.1 機器の改良と開発
長期トレンドの観測精度を向上させるために、100m基線の絶対長を測る干渉計をレーザー伸縮計の真空装置内に組み込んだ。その結果、レーザー伸縮計の欠測時に問題となる半波長の整数倍の不定性を絶対長干渉計で補正することが可能となり、長期ひずみ変動を正確に観測する準備が整った。また、干渉計の大幅な性能向上を目的に、鏡のコーテングに関する技術開発が行われた。
2.2 研究
レーザ歪計記録を使った地球潮汐ひずみ解析を行った。地形補正や海洋潮汐を考慮した理論波形と5%以内の精度で一致することが分かった。これから、設置場所が低雑音環境であることも条件に入るが、所期の装置性能が達成されていることがわかった。また、2004年紀伊半島沖地震について、地震発生時の歪ステップについて解析を行った。地震観測からわかっている断層メカニズムを仮定した理論計算結果と神岡で観測されたステップが良い一致を示しており、10^<-9>レベルでの歪ステップ観測の信頼性が確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Gravity tide and seasonal gravity variation at Ny-Alesund, Svalbard in Arctic (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Sato, J.P.Boy, Y.Tamura, K.Matsumoto, K.Asari, H.-P.Plag, O.Francis
  • 雑誌名: J.Geodynamics 41 ページ: 231-241
• [雑誌論文] A 100m laser strainmeter system in the Kamioka Mine, Japan, for precise observations of tidal strains (2006)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, S., H.Momose, A.Araya, W.Morii, J.Akamatsu, M.Ohashi, A.Takamori, S.Miyoki, T.Uchiyama, D.Tatsumi, T.Higashi, S.Telada, Y.Fukuda
  • 雑誌名: Journal of Geodynamics 41 ページ: 23-29
• [雑誌論文] High-resolution analysis of the gravest seismic normal modes after the 2004 M_w = 9 Sumatra earthquake using superconducting gravimeter data (2005)
  • 著者名/発表者名: Rosat, S., Sato, T., Imanishi, Y., Hinderer, J., Tamura, Y., McQueen, H., Ohashi, M.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 32, L1304 ページ: doi:10.1029/2005GL023128
• [雑誌論文] Long period tidal factors at Antarctica Syowa Station determined from ten years of Superconducting Gravimeter data (2005)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Iwano, Yoichi Fukuda, Tadahiro Sato, 'Yoshiaki Tamura, Koji Matsumoto, Kazuo Shibuya
  • 雑誌名: Journal Geophysical.Research. 110, BI0403 ページ: doi:10.1029/2004JB003551
• [雑誌論文] Scale factor calibration of superconducting gravimeter at Esashi Station, Japan, using absolute gravity measurements (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Tamura, T.Sato, Y.Fukuda, T.Higashi
  • 雑誌名: J.Geodesy 78 ページ: 481-488
• [雑誌論文] Seismometer using a vertical long natural period rotational pendulum with magnetic levitation (2005)
  • 著者名/発表者名: Otake, Y., A.Araya, K.Hidano
  • 雑誌名: Rev.Sci.Instrum. 76, 5 ページ: 54501