[S-CG48] 海洋底地球科学

[SCG48-10] 東北沖におけるウェーブグライダーを活用したGNSS音響海底地殻変動観測

*富田 史章¹、飯沼 卓史²、木戸 元之¹、太田 雄策³、本荘 千枝³、福田 達也² (1.東北大学災害科学国際研究所、2.海洋研究開発機構、3.東北大学大学院理学研究科)

キーワード：GNSS音響観測、ウェーブグライダー、海底測地観測、余効変動

GNSS音響測距結合方式による海底地殻変動観測（以降，GNSS-A観測）により，地震サイクルに伴う海域での地殻変動が捉えられるようになってきている [e.g., Honsho et al., 2019, JGR]．GNSS-A観測では，海上でのGNSS測位の実施及び，海上-海底間の音響測距の実施のため，海上プラットフォーム（海上局）が必要となる．一般的には，海上局として船舶を活用した観測が行われている．しかし，船舶の利用は人的・金銭的な運用コストが高く，多数の観測点での高頻度なGNSS-A観測を実施する上でそのコストの高さが障害となっている．そこで，海洋研究開発機構と東北大学では，波の力により無人で航行可能なウェーブグライダーを海上局として活用することで，長期自律的なGNSS-A観測の技術開発に取り組んでいる．ウェーブグライダーを用いたGNSS-A観測精度は，2019年7月に実施した単独観測点での短期間の試験観測データから，船舶と同程度であることが示されている [Iinuma et al., 2021, Frontiers in Earth Science]． 2020年には，複数の観測点を網羅的に計測する長期的（1ヶ月程度）なキャンペーン観測を繰り返し行っており，2011年東北地方太平洋沖地震後の地殻変動を示す成果が得られつつある [富田・他，2021，JpGU Meeting 2021]．本発表では，2021年4–5月及び10-11月に実施した観測の概要とその成果を主として，ウェーブグライダーによる海底地殻変動観測の現状を報告する．

2021年4–5月の観測では，新青丸 KS-21-05航海にて4月6日に根室沖のG22観測点でウェーブグライダーを投入し，48日間17観測点でのGNSS-A観測を経て，傭船を用いた航海にて5月25日に宮城県沖のG14観測点で回収した．北三陸沖において，局所的な強い海流の影響を受け，ウェーブグライダーが観測点から流されることが度々発生したものの，網羅的な観測の実施に成功した．また，これまでのウェーブグライダーを用いた観測では，ウェーブグライダーの移動速度を考慮して中心での定点観測のみを実施していたが，音速勾配や上下変動成分の検出のため，海底局アレイ半径に沿った円周航走観測も実施した．

2021年10–11月の観測では，新青丸 KS-21-25航海にて10月28日に北三陸沖のG05観測点近辺でウェーブグライダーを投入し，28日間7観測点でのGNSS-A観測を経て，傭船を用いた航海にて11月25日に宮城県沖にて回収した．局所的な強い海流の影響を受け，ウェーブグライダーが観測点にたどり着くことが困難になることがあった他，航行中の波浪等の影響で気象センサーや衛星位通信機器を搭載したウェーブグライダー中央部のポールが折れてしまうことが発生した．このウェーブグライーダー自体の破損により，ウェーブグライダーの航行状況の確認が困難になる時間帯が生じる等の影響が現れた．こうした困難な観測状況ではあったものの，GNSS-A観測によるデータ取得自体には成功した．上記のウェーブグライダー自体の破損については修理及び対策を講じ，その上で2022年度以降のウェーブグライダーの運用を行う見込みである．

ウェーブグライダーによって取得した観測データを処理し，海底局アレイ変位の推定を行った．得られた結果は，概ね2020年以前の観測成果から期待されるトレンドに沿うものであり，2011年東北地方太平洋沖地震後の余効変動を示す成果が得られたと考えられる．現状，2021年10–11月の観測成果は予察的なものであり，今後のデータの精査を踏まえて，本発表では東北沖での海底地殻変動の現状を報告する．