海底から探る地球-地震・地殻変動観測 (地震研究所海域観測研究グループ)
金沢 敏彦、塩原 肇、篠原 雅尚、望月 公広、山田 知朗 (地震研究所)

三陸沖光ケーブル式海底地震・津波観測システム
全国共同利用研究所である東京大学地震研究所が東北大学等の関係機関と共同して、光ケーブルを利用した海底地震・津波観測システムを三陸沖に設置しました。
釜石市(八木浜)に陸上局を設置し、釜石湾東方の沖合に敷設された地震観測装置と津波観測装置が、三陸沖で発生する地震や津波などの災害情報を収集し、防災活動の一翼を担います。

当研究所が開発し三陸沖に設置する海底地震・津波観測システムは、3台の地震計(短周期地震波から地殻の傾斜までを広帯域・高精度で観測する機能を備えています)と2台の津波計(海底での海水圧を水柱1mmの高分解能で観測する昨日を備えています。津波や地殻の上下変動等に関する情報を取得します)を光海底ケーブルで結んだものです。
三陸沖の海域では、海溝型大地震や群発的地震活動がたびたび発生します。地震の規模に比して大きな津波を発生する津波地震も発生します。これら海陸境界部に発生する地震は、日本海溝から東北日本の下に沈み込む太平洋プレートの運動と陸プレートの相互作用により引き起こされたプレート間地震です。この海底地震・津波観測システムは、地震発生の原因であるプレート運動の詳細とプレート間のすべり面の特性の解明等に役立つとともに、三陸沖の地震活動の時々刻々の変化が捕らえられ、また沖合での海水圧変化から津波に関する情報が得られるので、地震・津波の防災情報システムとしても大変役立つものと考えます。また、電磁気的地下構造を調べたり、地震に関連した現象を検出する目的でシーアースと陸上局との間の地電位差の観測も行います。

太平洋プレートが東北日本の下に日本海溝から沈み込んでいる。太平洋プレートの運動により海陸プレート間にひずみが蓄積し、限界を越えるとプレート間がすべり、地震が発生する。広範囲が同時にすべると海溝型大地震となる。地震に伴って海底に地殻変動が起こると津波が発生する。地震後も太平洋プレートの運動は続くので海陸プレート間にひずみが蓄積し、このような地震が繰り返し発生する。 海底地震計を用いた観測によるデータを加えて震源位置を決定すると(黒丸)、陸上観測点のデータだけを用いた場合(淡色丸)に比べ、震源決定の精度が向上し、プレート境界の位置が明瞭となることがわかる。このように、海底地震・津波観測システムの設置は、三陸沖の地震の震源の決定精度を飛躍的に向上させるため、地震発生の原因であるプレート運動の詳細とプレート間のすべり面の特性の解明等の研究に役立つ。
観測点数
5箇所(地震観測点3箇所、津波観測点2箇所)
地震観測装置 加速度型地震計(3成分)
周波数帯域(低感度:DC~200Hz)
周波数帯域(高感度:0.05~200Hz)
津波観測装置 津波計センサ (1成分)
周波数帯域  (DC~0.1Hz)
海底伝送方式 光ケーブル伝送方式
伝送ケーブル 陸上長約0.4Km、海底長約120Km
給電方式 直流定電流給電(約0.7A)
海域敷設方法 海底ケーブル敷設船を使用。沿岸域の水深約1,000m
以浅は埋設
海底ケーブル陸揚げ地点 岩手県釜石市八木浜
陸上設備設置場所 岩手県釜石市「東京大学地震研究所 釜石陸上局」
(但し、テレメータ受信装置は東北大学構内)
テレメータ方式 高速デジタル専用回線