[S-SS12] 海域地震津波地殻変動観測の最前線

[SSS12-02] 海上保安庁のGNSS-A海底地殻変動観測の現状と最近の課題

*石川 直史¹、横田 裕輔²、永江 航也¹、中村 優斗¹、渡邉 俊一¹ (1.海上保安庁海洋情報部、2.東京大学生産技術研究所)

キーワード：海底地殻変動観測、GNSS-A、海洋音響学

海上保安庁では、GNSS-A方式による海底地殻変動観測を定常的に実施し、日本海溝及び南海トラフ沿いにおけるプレート境界の固着状態を把握するためのデータを収集している。観測結果は、地震調査研究推進本部地震調査委員会や気象庁南海トラフ沿いの地震に関する評価検討会等に提出し、地震・地殻活動の現状評価の資料として役立てられている。

巨大地震の震源域となるプレート境界では、多様なスロー地震現象の発生が知られており、それらの詳細を把握することが巨大地震のメカニズムの理解における重要な課題となっている。そのため、我々はスロースリップのような微小な現象を海底で捉えるために、GNSS-A観測の高精度化・高頻度化に取り組んできた。その結果、これまでは誤差の範囲内と考えられていたデータのばらつきが統計的に有意な変動であると見なせるようになり、スロースリップに由来すると考えられる非定常な変動を検出することに成功した（Yokota and Ishikawa, 2020）。

一方で、地殻変動としては非現実的な変動についても、ばらつきの範囲を超えた有意なデータの変動として判定されるようになってきた。こうした系統的な誤差はデータの物理的な解釈を誤らせる原因となる。これまでに多数の観測点で長期間蓄積してきたデータの精査によって、この種の誤差の出現パターンが観測点や観測時期に依存することが分かってきた。これは、音響測距に使用している音響機器のハードウェア的特性が誤差要因になっていることを示唆している。基本的には機器差が生じないように同一スペックの機器を使用しているが、cmレベルの精度を要求するGNSS-A観測では、機器ごとの微小な差が影響しているおそれがあり、同一メーカーの同一機種であってもシリアルナンバーの違いで差が生じている例も見られる。現在の解析では音源を点として扱っているが、実際の発信源は数cm～10cm程度の大きさをもっているため誤差が生じる。この誤差の影響が機種ごとに異なると考えられる。

GNSS-A観測のデータから背後の物理現象を正確に抽出するためには、こうした系統誤差の影響を把握し取り除く必要がある。また、海上保安庁ではGNSS-A観測データ・解析プログラム・解析結果の公開を進めているが、第三者がデータを適切に扱うためにも、観測機器の情報は重要となる。例えば、陸上のGNSS観測ではアンテナの位相特性が詳細に調査されており、アンテナ機種ごとの補正値（PCV補正）が公開され、精密測位を可能としている。海中音響の分野は元々、数～数十mオーダーの世界であり、cmの精度を追求するための機器特性は十分には把握されていない。そのため我々は、東京大学生産技術研究所海洋工学水槽においてcmオーダーの機器特性把握ための実験を行った。その結果の適用により、時系列の不自然な挙動が低減されることが期待される。