[S-CG54] 東北地方太平洋沖地震から10年―固体地球科学の到達点

[SCG54-P02] S-net水圧計による非定常海底上下変動の検知能力の評価

*日野 亮太¹、久保田 達矢²、近貞 直孝²、太田 雄策¹、大塚 英人¹ (1.東北大学大学院理学研究科、2.防災科学技術研究所)

キーワード：海底水圧観測、スロースリップイベント、ノイズ特性

海底水圧の長期連続観測はスロースリップのような過渡的テクトニック現象に伴う非定常海底上下変動の検出に有効である．2011年東北地方太平洋沖地震（東北沖地震）とその前後に発生した一連の地殻上下変動が海底水圧観測で捉えられ，本震時のすべり分布や，地震発生に先行した非地震性のすべり，余効変動に含まれる粘弾性緩和の寄与の解明に貢献した．最近になって，日本海溝沿いでのスロー地震活動に関する研究は新たな展開を見せている．日本海溝海底地震津波観測網（S-net）により得られる広域での連続地震波形記録から低周波微動が繰り返し発生していることが示された．低周波微動活動の背景にはスロースリップイベント（SSE）の発生があると期待され，それによる地殻変動を検知することができれば，この海域におけるプレート境界の固着・すべりに関する包括的な理解に大きく貢献することができるだろう．本稿では，低周波微動の検知に貢献したS-netの地震計に併設されている水圧計によってSSEに伴う海底上下変動を捉えるための第一歩として，S-net水圧計の測地帯域におけるデータの品位に関する評価を行った結果を報告する．
　S-netが運用を開始した2016年8月から2020年1月までのすべての観測点での連続記録の特徴を，潮汐成分を除去した後の水圧時系列のRMS振幅をもとに検討した．潮汐成分の除去には，海洋物理学における潮位変動データ解析でよく用いられるタイド・キラーフィルターを用いた．これは各潮汐分潮成分を効果的に除去する低域透過型フィルターであり，その出力は周期２日以上の帯域での変動成分から構成される．約3.5年間の時系列をみると，数ヶ月以上の時定数をもつゆっくりとした変動成分が顕著であるものが少なくない．これには，圧力センサーのドリフトに起因するものや，観測装置が海底に設置された後安定な状態に遷移するまでの過渡的な変動による変動と解釈できない，原因不明の不規則な変化も少なくない．一方，SSEの継続時間が低周波微動活動エピソードの継続時間である１〜２週間程度とすれば，それに伴う地殻変動はこうした長周期変動とは区別して検知できるかもしれない． 100日の時間窓を設定してそのなかでのノイズレベルも評価したところ，非定常地殻変動を検知できる目安である数hPa（上下変動に換算して数cm）程度であった観測点は全150点のうち40点にとどまり，半数の観測点では，ノイズレベルが20hPaを上回っていた．S-net水圧計のデータのノイズレベルは，多くの先行研究で用いられてきた自己浮上式海底圧力計（OBP）で得られたデータに比べてかなり高い．これには，海底へのセンサー設置方法や計測装置の構造の違いが関与するものと考えられる．水圧をセンサーに導く経路が長いこと，装置の自己発熱が大きいことなどは，ノイズが大きくなる要因となりうる．ただし，同じ海底ケーブル式の長期連続観測システムであるDONETで得られる水圧データのノイズレベルはOBPで得られるデータと遜色ないことから，S-netシステムに固有のノイズ要因が疑われ，今後その特定と低減策の検討を進めたい．