（2）研究課題（または観測項目）名
深海底ネットワーク総合観測システムの開発・整備
（4）その他関連する建議の項目
- 2．（2）ウ．東南海・南海地域
- 2．（2）エ．その他特定の地域
（5）本課題の平成16年度からの5ヵ年の到達目標と、それに対する平成18年度実施計画の位置付け
地震・津波等の自然災害による被害の軽減をめざし、プレート境界域における地震等の地殻変動および深層流・地下水等の深海底環境変動を海中・海底において広域にわたり観測するため、ケーブルで結んだ多数のセンサーからなるリアルタイム長期総合海底観測システムの研究開発を行う。具体的には、将来の海底ネットワーク基盤技術となりうるケーブル給電技術、データ伝送技術、同期技術等およびシステムに接続するセンサー類の開発を行う。同時に掘削孔を利用し、長期間継続して海底地殻を観測する独立型システムの開発を行い，将来のリアルタイム化を目指す。
平成18年度には、豊橋沖ケーブルを利用して、ケーブル給電技術の中心である定電流／定電圧変換器、光Ethernetによるデータ伝送技術、同期技術、および新たに開発するセンサーを導入する。引き続き長期観測を開始し、開発したシステムの評価を行う。
（6）平成18年度実施計画の概要
昨年度に引き続き、1号機（室戸沖）・2号機（釧路・十勝沖）システムによる観測およびデータ処理・解析を継続する。同時に深海底掘削孔等を利用するオフライン観測技術およびシステム、海底ネットワーク用地震地殻変動および電磁気学センサー、並びに深海観測ネットワークに対応する電源・データ転送等の技術の開発を継続していく。さらに、豊橋沖ケーブル先端に新たな海底観測所を設置する。この観測システムでは、上述したように、新たなケーブル給電技術、データ伝送技術、同期技術等を開発し、長期的な運用と評価を開始する。さらに、電力／光ファイバ複合ケーブル展張方式の技術開発を継続する。また、必要に応じて外部研究機関との連携を図る。
（7）平成18年度成果の概要
1号機・2号機システムによる観測およびデータ処理・解析・データ配信を継続している。
平成17年8月16日に1号機発生した障害は、ケーブルシップによる修理工事により、平成18年3月28日に復旧した。ケーブル障害が原因であった。
2号機については、地震計1からのデータ取得が停止していたが、障害となっていた陸揚げ局内の電子回路基板を再制作したのち、3月9日に復旧した。また、数日間隔で発生していた地震計2からのデータ取得の瞬断については、システムの再設定を行うことにより、4月20日に解消した。
2号機の移動型システムについては、バッテリー交換作業を行ない、観測を継続している。
愛知県豊橋沖に、KDDI所有の長さ約60キロメートルの2本の通信用光海底ケーブルが敷設されている。このケーブルは予想される東海地震の震源域に敷設されており、科学的観測に適した海域にある。KDDIは今後このケーブルを利用する予定がないため、JAMSTECでは、科学的観測に再利用するため、7月1日付でこのケーブルの譲渡を受けた。
本年度は、西側ケーブル先端に接続するセンサ接続ボックス、光信号伝送システム、精密時刻同期システム、電源システム、および観測機器（水圧計、微差圧計、電位差磁力計）を開発した。観測機器は、水中着脱式コネクタにより、ケーブル先端に取り付ける分岐装置に接続する。
本システムは、（1）ケーブル先端に観測機器を接続して長期連続観測を行うと共に、ケーブルを長尺の能動的アンテナとして利用し、地殻の電磁気的観測を同時に行うこと、（2）10nano sec（ナノ秒）オーダーの精度を持つ時刻同期信号を海底観測機器に配信できること、（3）全ての観測機器は水中着脱式コネクタでセンサ接続ボックスに接続されるため、保守や交換が容易であること、（4）従来のケーブル式観測システムに比べて開発コストが低いこと、（4）観測機器との通信にイーサネットが利用できること、の特長を持っている。地殻の電磁気的観測を行うため、本システムでは給電電流を可変にして、低周波数の電磁場をケーブルから放射する。そのために、供給電流範囲が広い電源システムを開発した。入力電流0.4〜1.2A（アンペア）、出力電力30〜100W（ワット）に対応可能である。
本年度3月には、西側ケーブルの先端にセンサ接続ボックスを接続する予定である。
本年度はさらに、10キロメートルの電力／光ファイバ複合ケーブル展張システムの開発を行った。これまでのシステムは、光ファイバ単独ケーブルの展長で、ディープトウにより展張するものであった。開発したシステムは、ROVにより展長可能で、そのため、起伏のある海底への対応が可能となった。また、展張されているケーブルを巻き取り、改修することも可能となった。ケーブル展長技術は、観測機器を面的に低コストで配置するために必要な技術である。
また、東南海地震の想定震源域にあたる紀伊半島沖熊野灘を中心に稠密なリアルタイム観測を実現するために、文部科学省が新設した「地震・津波観測監視システム構築」を受託し、先端的海底観測ネットワークシステムの開発等に着手した。本年度はとくにシステム全体の基本設計や仕様検討を行うとともに、センサーの試作試験等を行い、システム構築に基礎となる開発を進めた。
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| 図 豊橋沖ケーブル観測システムの全体構成 |
（8）平成18年度の成果に関連の深いもので、平成18年度に公表された主な成果物（論文・報告書等）
- （1）Tada-nori Goto, Takafumi Kasaya, Masataka Kinoshita, Eiichiro Arak, Katsuyoshi Kawaguchi, Kenichi Asakawa, Makoto Harada, Takahiro Nakajima, Hiromichi Nagao[, Keizo Sayanagi, “Active and passive seafloor electromagnetic monitoring using off-Toyohashi submarine Cables”,日本地球惑星科学連合2007年大会
- （2）十倉俊之、清水克宏、浅川賢一、「海底科学観測ケーブル向けラマン変調器の高速化に関する検討」、電子情報通信学会2006年総合大会、2006.
- （3）Kenichi Asakawa, Junichi Kojima, Jun Muramatsu, Tatsuo Takada, Katsuyoshi Kawaguchi and Hitoshi Mikada, “Current-to-current converter for scientific underwater cable networks”, J. of IEEE Oceanic Engineering, in press
- （4）T. Yokobiki, E. Araki, T. Goto, K. Asakawa, and M. Kinoshita, “Architecture of a New Cabled Observatory Using a pair of Decommissioned Underwater Telecommunication Cables,” Proceedings of Techno-Ocean 2006 / 19th JASNAOE Ocean Engineering Symposium, Paper
189, 2006.
- （5）K. Asakawa, T. Yokobiki, T. Goto, K. Furukawa, A. Yamaguchi and K. Tazaki, “Power Supply System for Toyohashi Cabled Observatory with Wide Input-range,” Proceedings of OCEANS' 06 MTS/IEEE - Boston, 2006.
- （6）Kenichi Asakawa, Tada-Nori Goto, Kyohiko Mitsuzawa, Takashi Yokobiki, Eiichiro Araki, Masataka Kinoshita, Hidetoshi Nakamura, Junichi Kojima, Katsuyoshi Kawaguchi, Hiroshi Kitazato, Kazumasa Oguri, Hiroyuki Yamamoto, Katsunori Fujikura, Shin' ichi Kuramoto and Hideki Masago, “New Cable Projects in JAMSTEC,” the Fourth International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables and Related Technologies, 2006.
- （7）Kyohiko Mitsuzawa, Hitoshi Mikada and Kenichi Asakawa, “Long-term deep current measurements by ADCP attached on cabled observatories,” the Fourth International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables and Related Technologies, 2006.
- （8）Hitoshi Mikada, Tomoki Watanabe, Hiroyuki Matsumoto, Katsuyoshi Kawaguchi, Kyohiko Mitsuzawa, Kenichi Asakawa, Tada-Nori Goto, Takafumi Kasaya, Riyo Otsuka and Shigehiko Morita, “Seismological Findings Using Real-Time Cabled Observatories,” the Fourth International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables and Related Technologies, 2006.
- （9）Hiroyuki Matsumoto, Hitoshi Mikada, Kenichi Asakawa, “Can the Offshore Cabled Observatory Contribute to Tsunami Warning Systems?,” the Fourth International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables and Related Technologies, 2006.
（9）実施機関の参加者氏名または部署等名
海洋工学センター、地球内部変動研究センター
機関との共同研究の有無
有り、東海大学（2人）、気象庁
