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（０） 課題番号：1207
（１） 実施機関名：東北大学大学院理学研究科
（２） 研究課題名：海底地殻変動観測システムの高度化
（３） 最も関連の深い建議の項目：
３． （１）海底諸観測技術の開発と高度化
（４） その他関連する建議の項目：
１． （２） ア．プレート境界域における歪・応力集中機構
（５） 平成１５年度までの関連する研究成果（または観測実績）の概要：
　海底における地殻変動観測の技術開発について本学は、下記のような成果をこれまでに挙げてきた。海上測位で350キロメートル、水中測位で15キロメートルの距離において、データ解析に耐えうる精度の測定が実現できたことは、日本海溝の外側を含め、我々が必要とするほとんどすべての海域における測定が可能であることを示しており、極めて重要な成果である。
・ 従来値の3倍以上に相当する350キロメートルという長基線の海上キネマティックGPS測位において2−3センチメートルという即位再現に成功。
・ 従来値の約3倍に相当する海中15キロメートルの距離を音波往復時間の計測により3ミリメートルの分解能で確実に測定できることを確認。
・ 2000年三宅島における火山活動の際に設置した海底圧力計により、この火山活動に伴う約6センチメートルの海底沈降検出に成功。
（６） 本課題の平成１６年度からの５ヶ年の到達目標と、それに対する平成１６年度実施計画の位置付け：
　日本海溝周辺海域においてプレート境界におけるすべり・固着状況を解明するのに役立つ海底地殻変動観測を実現することを目的とする。海底の水平変動を検出するために、水中音響測距ならびに長基線GPSキネマティックス解析の技術革新をすすめ、海溝陸側で2センチメートル、海側で3センチメートル程度の繰り返し観測の再現性を達成することを具体的な技術開発の目標とする。一方、相対的な上下変動については、海底における長期圧力変動観測の技術革新を計り、1センチメートルの検出分解能を達成することを目標とする。さらに、海底における傾斜変動の観測に関する試験観測を行い、こうした観測を実現する上での問題点であった長期安定性に関して、現状技術の評価とその対策方法を明らかにする。
　平成16年度計画では音速場の変動による影響の除去を試みることで水平変位繰り返し観測の精度向上を行う。また、精度向上のために海底圧力計、傾斜計測装置の試験観測を行う。
（７） 平成１６年度実施計画の概要：
１． GPS音響結合方式の海底精密測位観測による水平変位の検出
　これまでの研究から判断すると、海底精密測位観測の精度向上における主要な課題は、海洋の音速構造が時間的空間的に変化する影響をいかにして低減させるか、という点にある。この影響を除去できれば、2-3センチメートル程度の繰り返し観測の再現性が期待される。宮城県や岩手県沖の４点にそれぞれ3台の測位観測用海底局を設置してあるので、平成16年度はそれらを用いた海底測位観測においてこの問題に取り組む。手法としては、ＧＰＳ測位と音響測距の観測を行いながら、船の舷側で定期的にＸＢＴやＸＣＴＤを用いた海洋物理観測を行い、さらに新規に導入する倒立音響測深機（ＩＥＳ）による音速場の連続観測も行い、後処理により音速構造変動の影響を除去する解析を行う。3台の海底局を用いた海底測位観測により音速構造の水平成層構造からのずれが推定できるので、ＩＥＳによりモニターされる音速場の時間変化の情報と合わせて解析を行う予定である。GPＳ音響結合方式の海底測地観測の基礎となる要素技術（海上GPS測位、海中音響測距、海上ブイの動揺観測）についてはほぼ実用化の見通しが立ったといえるが、ブイの動揺観測に用いていた従来の光学的ジャイロは観測作業の点で問題が多いので、4つのアンテナを用いたＧＰＳジャイロの利用を試みる。
２． 海底圧力アレイ観測による相対的な上下変動の検出
　現在まで使用してきた海底圧力計は、水深換算で１ヶ月に1センチメートル程度のドリフトがあり、これを低減することが圧力観測による海底上下変動検知実現に向けた技術的課題となっている。また1年程度観測すると、腐食等によりセンサーに異常をきたす事例もあったので、その原因の究明と対策も必要である。平成16年度は、海底圧力計のセンサーを新しいものと置き換え、計測用の周波数標準の精度を向上させることにより、計測の精度と長期安定性を向上させることを目指した試験観測を実施する。
３． 海底の傾斜変動観測の試行
　堆積層に傾斜観測用のプラットフォームを突き刺す方式および傾斜センサーを露岩に設置する方式で海底における傾斜観測を計画している。平成16年度は、陸上の観測坑内において、傾斜観測装置の長期安定性に関する試験観測を行う。
（８） 実施機関の参加者氏名または部署等名：
藤本博巳他6名程度（大学院生含）
他機関との共同研究の有無：有
東京大学地震研究所、海上保安庁、海洋科学技術センター
（９） 問い合わせ先：
　部署等名：理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センター
　電話：022-225-1950
　e-mail：
　URL：http://www.aob.geophys.tohoku.ac.jp


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