2025年 | プレスリリース?研究成果
光ファイバケーブルを活用した海域?地下構造のイメージング手法を開発 ─ 海域における地震波速度構造の詳細把握の実現 ─
【本学研究者情报】
〇大学院理学研究科
附属地震?喷火予知研究観测センター
特任研究员 福岛骏（ふくしましゅん）
【発表のポイント】
- 光ファイバセンシング技术の一つである分布型音响センシング（Distributed Acoustic Sensing：DAS）（注1）を用いた地震波探査により、海底下の地下构造の详细把握が実现しました。
- DASの高密度観测を生かした新手法により、岩手県叁陆冲における地震波速度构造の空间的な不均质构造が明らかにできました。
- 本手法は、海底下の构造モニタリングや资源探査、地球科学的な研究の理解への応用が期待されています。
【概要】
近年、光ファイバをセンサーとして振动などを捉えるDASが地震観测などに用いられるようになってきました。この技术は、光ファイバ上を数m?数十mという超高密度の観测点间隔で约100 kmほどの距离まで観测することが可能です。また、海底に设置されている海底光ケーブルでDAS観测を実施することで、海底における地震动の稠密観测を実现することが可能です。海底での地震动の稠密観测は，地震活动のモニタリングや地下构造のイメージングなど，多目的に応用されるようになってきています。
东北大学大学院理学研究科附属地震?喷火予知研究観测センターの福島駿特任研究員らは、東京大学地震研究所篠原雅尚教授、京都大学防災研究所伊藤喜宏教授と共同で、海底に敷設された光ファイバケーブルを活用した新しい地下構造のイメージング手法を確立しました。広範囲（50-100 km）かつ稠密（约5 m间隔）なデータが取得できることが特长で、得られるDASデータを解析することで、これまでの技术と比べて格段に高い空间分解能で海底下构造を推定できると期待されます。
本研究では、叁陆冲に敷设された海底ケーブルを活用したDAS観测により得られた制御震源（注2）を用いた地下构造探査のデータを解析しました。その结果、DASで得られるデータが、海域における地下の构造を详细に解明する上で有効であることを示すことでき、叁陆冲の海域の浅部堆积层内に强い空间的な不均质构造がみられることを明らかにできました。このように地下の地质构造を详细に把握することができる手法が开発されたことは、地震波の伝播の仕方や地形の成り立ちの理解をはじめとする地球科学的研究のみならず、二酸化炭素回収?贮留（Carbon Capture and Storage ：CCS）（注3）などの工学的分野での研究开発にも大きく贡献すると期待されます。
本成果は、5月25日に科学誌Scientific Reportsに掲载されました。
図1. （A）この図は、本研究で行った制御地震探査の位置を示しています。黒い线は、今回の観测で使用した海底光ファイバケーブルの位置を示しており、青い线はDAS観测を行った范囲を表しています。また、緑の线はエアガンを使って地震波を発生させた海域の范囲を示し、赤い线は、そのデータからP波速度构造を推定した位置を示しています。
（B）この図は、海岸からの距离が26.0kmの地点でDAS観测点によって记録された、地震波形をエアガンとDAS観测点间の距离ごとに并べた波形です。このデータには、8Hzから15Hzの范囲の周波数を通すバンドパスフィルターが适用されており、各観测点の波形は、それぞれの最大振幅で正规化されています。记録からは、DASを使った観测でも、エアガンで発生させた地震波の波形を明瞭に捉えられていることが确认できました。
【用语解説】
注1. 分布型音響センシング（Distributed Acoustic Sensing：DAS）：光ファイバケーブルに沿ってレーザー光を送り、微小な歪みによって生じる反射光の変化を検出することで、数m間隔で地震動を連続的に計測できる観測技術です。
注2. 制御震源：エアガンなどの地震波を発生させる装置のことです。
注3. 二酸化炭素回収?貯留（CCS: Carbon Capture and Storage：CCS）：大気中の CO?を分離?回収し、地下深部へ圧入して長期的に貯留する地球温暖化対策技術の一つです。
【论文情报】
タイトル：Enhanced P-wave velocity imaging by marine airgun-source seismic surveys with Distributed Acoustic Sensing
著者：福島駿*、日野亮太、東龍介（東北大学）、篠原雅尚、山田知朗（東京大学地震研究所）、伊藤喜宏（京都大学防災研究所）、山下裕亮（京都大学防災研究所、現 宮崎公立大学）、高野洋輝
*責任著者：东北大学大学院理学研究科 特任研究員 福島駿
掲載誌：Scientific Reports
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问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学大学院理学研究科
地震?喷火予知研究観测センター
特任研究員 福島駿（ふくしま しゅん）
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（报道に関すること）
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
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