[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

[STT42-05] 分布型音響センシングによる津軽海峡周辺の低周波地震の観測

*馬場 慧¹、荒木 英一郎¹、横引 貴史¹、天野 格²、吉塚 卓史²、関口 拓真² (1.国立研究開発法人　海洋研究開発機構、2.電源開発株式会社)

キーワード：分布型音響センシング、低周波地震、津軽海峡、エンベロープ相関法

北海道と東北地方の間の津軽海峡やその沿岸域では、通常の地震よりも低周波に卓越する低周波地震のクラスターが数箇所存在し、気象庁や地震予知総合研究振興会によって、検出および震源決定が行われている。しかし、海域の地震観測データが不足しているため、低周波地震の検出は陸域の観測データに強く依存している。低周波地震の検出能力を高め、その時空間活動を明らかにし、発生メカニズムの議論を行うには、海域の観測データを併用し、震源近くでより多くの観測点でシグナルを捉えることが有効である。分布型音響センシング（DAS）は、光ファイバーケーブルに沿った歪の変化を数m単位で密に計測できる技術であり、近年、地震観測に広く使われるようになっている。DASは既存の海底ケーブルを利用できるため、海底地震計の設置よりも低いコストで海域観測を行うことができる。本研究では、津軽海峡付近において、2022年10月11日〜2023年2月8日、2023年6月26日〜2023年10月16日、2024年9月11日〜2025年2月17日の期間に実施したDAS観測データを用いて、DASで観測される低周波地震のシグナルの特徴を調べ、DASと陸域の地震計データを併用した低周波地震の検出・震源決定手法の検討を行う。
気象庁によって震源決定された津軽海峡周辺の低周波地震は、2022年と2023年の合計約8ヶ月のDAS観測期間で約25個であったが、これらのイベントのシグナルがDASで捉えられており、DASで低周波地震の観測が可能であることが示された。DASで捉えられた低周波地震は、P波・S波の区別が不明瞭で、通常の地震と比較して、4 Hzより高周波側のパワースペクトル密度が小さくなっていた。
2023年の6月〜10月に気象庁によって検出された低周波地震について、1 kmおきのチャンネルのDAS歪速度波形および地震予知総合研究振興会による地震観測データAS-net 13点の波形を用い、Mizuno and Ide (2019) によるエンベロープ相関に基づいて震源決定を行った。津軽海峡南東部のイベントについては多くが気象庁と2–3 kmの違いで震央を求めることができたが、津軽海峡北東部の海岸線付近のイベントについては、気象庁との震央の違いが10 km以上になった。今後は震源決定精度の改善のために手法の検討を行うとともに、エンベロープ相関法による低周波地震の網羅的検出を行い、通常の地震と低周波地震を区別する手法について検討を進める。

謝辞
本研究では、地震予知総合研究振興会による地震観測データAS-net、地震予知総合研究振興会による地震カタログ、気象庁による地震カタログを使用させていただきました。記して感謝いたします。