[S-TT42] 光ファイバーセンシング技術と分析による地球科学の発展

[STT42-04] 海域DAS記録とOBS記録の併用による、プレート沈み込み帯浅部地震活動の準リアルタイム解析システムの開発

*藤 亜希子¹、馬場 慧¹、荒木 英一郎¹ (1.海洋研究開発機構)

キーワード：微動、南海トラフ、スロー地震、DONET、分布型音響センシング

南海トラフでは、巨大地震の発生域を取り囲むように、小さな普通地震や微動が発生している。これらの地震を網羅的に検出しモニタリングすることは、巨大地震発生域周辺のプレート境界面における応力蓄積や解放過程を理解するうえで重要である。プレート沈み込み帯浅部（深さ＜１０km）は海底下に位置するため、地震活動を把握するには海底地震計（OBS）観測網の利用が有効であるが、陸域と比べて観測点分布が疎隔になる問題がある。近年、地震計よりも安価且つ稠密に地震動観測を実現する技術として、分布型音響センシング（DAS）が注目されている。南海トラフでは、DONET観測網のOBSに加え、DONET東端の室戸岬から沖合に120 km伸びる海底ケーブルを用いたDASによるリアルタイム観測が実施されている。

本研究は、これらの海域DAS歪速度波形記録とDONET-OBS速度波形記録を同時利用し、南海トラフ浅部の地震活動を広域に準リアルタイムでモニタリングすることを目的とする。これまでにまず、室戸沖ケーブル陸上局に解析サーバを設置し、海域DASとOBSデータを同局舎内の別サーバ及びJAMSTEC横浜研究所からそれぞれリアルタイム受信する環境を構築した。それぞれのデータは取得のタイミングが異なるが、円滑にデータ処理が行われるよう調整した。収集データに対しては、二系統の解析処理を適用している。一つ目は、普通地震を対象としたPhaseNet（Zhu & Beroza, 2019）を用いた走時の読み取りと、hypomh（Hirata & Matsu’ura, 1987）および南海トラフ域の3次元構造に基づくHypoNet Nankai (Agata et al., 2024, ArXiv) による震源位置決定である。二つ目は、スロー地震の一種である微動を対象とした、エンベロープ相関法（ECM; Mizuno & Ide, 2019）による地震イベントの検出と評価、震源位置決定である。両系統でデータ窓を約１２０秒として６０秒毎に解析を実施している。前の時間窓と重複して検出される地震イベントを除外し、最終的な地震リストを取得する。２０２４年８月より本システムを試験運用しており、これまでに高感度で地震イベントの震源位置推定ができることを確認した。

更に講演では、ECMによる海底下の近地地震検出の高精度化についても紹介する。既存のECMは陸域下３０km以深で発生する深部微動を解析対象として開発されてきた。それ故、同手法を海底下１０km以浅の地震検出にそのまま適用すると誤検出や取り逃がしの問題が頻繁に発生する。これらがECMのどの工程で生じるのかを明確にすることは高精度化に向けて重要である。第一に、遠地地震やT相を近地地震として誤検知する問題は、高い相関係数を持つ観測点ペアを一定数以上持つシグナル群を一つの地震イベントとして関連づける際に生じていることを示す。第二に、ターゲットとする近地地震を取り逃がす問題は、震源位置決定精度の不良に起因することを示す。これらの問題に対してシグナルの最大振幅などを活用した解決方法を提示し、DONETの過去データへの適用結果を示す。このように海底下浅部地震を対象として修正したECMを、今後、上述のDAS+OBSを用いた地震モニタリングシステムに適用していく予定である。