2021年 | プレスリリース・研究成果
光ファイバーケーブルと分散型音響計測器DASによる火山地震観測 高精度での火山性地震・微動の震源決定が可能なことの世界初の実証
【本学研究者情報】
〇本学代表者所属・職・氏名：大学院理学研究科地球物理学専攻・教授・西村 太志
研究室ウェブサイト
【発表のポイント】
- 光ファイバーケーブルとDAS（分散型音響計測器、以下、DAS（注1））により超高密度多点の火山性地震モニタリングが可能となった。
- 10mの空間分解能で火山性地震の波動場を詳細に捉えることに成功した。
- 着信時刻と振幅を使って高精度の火山性地震・微動の震源決定が可能であることを示した。
- コーダ波規格化法による地盤増幅特性は、溶岩流や火砕堆積物、降雨による浸食地形とよい一致を示す。
- 光ファイバーケーブルとDASは噴火時にも安定して観測が可能で、火山・噴火活動のモニタリングに適している。
【概要】
通信用に地下に敷設されている光ファイバーケーブルにDASを接続することにより、火山性地震の震源決定や複雑な火山構造を調べることが可能になります。東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻西村太志教授・江本賢太郎助教らのグループは、超多点高密度観測が行えるDASを福島県の吾妻山に展開し、地震波の着信時刻と振幅をもとに火山性地震の震源決定を精度よく行えることを世界で初めて示しました。また、遠地地震のコーダ波（注2）の解析を行い、溶岩流や噴出物の堆積地域、降雨による浸食地形と地盤増幅特性がよい相関を示すことを明らかにしました。この観測方法は、噴火中の火山灰や火山弾、雷などの影響を受けにくく、今後火山活動のモニタリングなどに利用されることが期待されます。本研究成果は、2021年3月18日に、Scientific Reportsに掲載されました。
図1．（左）吾妻山と光ファイバーケーブルの位置。紫線は光ファイバーケーブルの敷設位置。DASは南端の土湯に設置。赤丸は、＋印の定常観測点でP波、S波の着信時刻が読み取れた火山性地震の震源。（右）記録された火山性地震の波形例。赤と青は、地震波形の正負の振幅を示す。左側の数字は光ファイバーケーブルの測定位置。上が浄土平、下が土湯に対応し、北から南に地震波が伝播する様子を捉えている。Carは自動車によるノイズ。
【用語解説】
（注1）DAS（分散型音響計測器）
光ファイバーケーブルの一端から入射する。光ファイバーケーブル内で散乱し、戻ってくる波の位相の揺らぎをもとに振動を計測する。
（注2）コーダ波
地殻内部の不均質な構造によって散乱されてP波やS波の到着後に引き続き現れる波。
問い合わせ先
＜研究に関すること＞
東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻
教授 西村太志（にしむらたけし）
電話：022-795-6531
E-mail：takeshi.nishimura.d2*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
＜報道に関すること＞
東北大学大学院理学研究科広報・アウトリーチ支援室
電話： 022-795-6708
E-mail：sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）