[S-TT36] 光ファイバーセンシング技術の地球科学への応用

[STT36-P01] 分布型音響センシング（DAS）を用いた東南海沖ケーブルでの振動観測（２）

*田中 昌之¹ (1.気象研究所)

キーワード：分布型音響センシング、光ファイバ

分布型音響センシング（DAS; Distributed Acoustic Sensing）の技術を用いた地震観測事例は国内でも数多く見られるようになった。DASの特徴としては、①一度の測定でファイバ全域にわたる稠密な一次元のひずみ速度計測が可能である。②光ファイバに入射する光パルス幅により決まる空間分解能があり、光パルス幅より狭い範囲の変化は平均化された値で観測されるため、点の計測は困難である。③ファイバ内の不純物や欠陥により発生する散乱光は微弱な光であり、ノイズ低減のために加算平均等の処理が行われている。④サンプリング周波数により決まる距離限界がある。⑤ファイバの伝送損失により、より遠方の散乱光の信号強度は装置の近傍よりも弱く、最大測定可能距離は存在し、かつより遠方ほど測定精度が劣る。等があり、DASで観測されるデータの物理量は、地震計で得られる物理量とは異なるひずみ速度で、かつある区間の平均化された値である。

2023年2月から静岡県御前崎市の沖合に南海トラフに沿って敷設されている東南海沖光海底ケーブルのダークファイバを使ってDAS観測をおこなっている。使用する光ファイバはシングルモードある。ケーブルはDAS装置から約1kmは陸上の地中に、約1 kmから先は海底に敷設されている。しかし、2022年12月に御前崎沖約４km付近でケーブルが損傷するトラブルがあったため、DAS装置から約5kmの区間で観測をおこなっている。

観測によって自然地震を捉えることができたので、その記録を用いて光ファイバ上の各点の記録を比較した。ケーブルの敷設状況に起因すると思われるが、陸上の地中と海底で同じ地震でも振幅は異なり、前後の地点の波形と相関が高くない地点が見られる。などがわかった。それらについて紹介する。