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海底光ファイバーで津波伝播観測、海洋機構が成功した意義

海底光ファイバーで津波伝播観測、海洋機構が成功した意義

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海洋研究開発機構の利根川貴志主任研究員と荒木英一郎上席研究員は、海底光ファイバーケーブルでの津波伝播観測に成功した。地震観測などに使われる分散型音響センシング(DAS)を津波に適用できることを初めて示した。DAS観測データだけで津波発生の時系列を推定できることが分かった。DASは高密度観測が可能で、緊急速報などに向け津波の高さ推定への応用が期待される。

高知県室戸沖の海底光ケーブルで2022年1月から連続的にDAS観測を実施。23年10月9日に鳥島近海を震源として発生した津波が、沖合およそ60キロメートルから沿岸付近まで伝わる様子を約50メートル間隔で捉えた。

得られたDAS観測データから、どの周期の津波がどのタイミングで発生したか推定した。その結果、短周期の津波が早い段階で発生し、その後に中・長周期の津波が発生したことが分かった。この時系列推定は、津波観測用の水圧計による結果と整合していた。

DAS観測では光ファイバーにかかる歪みを計測する。そこで歪みを定量評価し、津波伝播時の歪み要因として、波高による水圧変化で生じる歪みと、水圧変化で海底が変形することによる歪みの二つを特定した。光ファイバーと海底下構造の物性を調べておけば、DASの歪みデータを波高に換算できる。

津波観測に主に使われる水圧計の観測点間隔は約20キロメートル。これに対し、DASは数―数十メートル間隔でセンサーを設置し、陸上局から約100キロメートル計測できる。従来の海底観測よりコストも低い。現在、研究目的で使える海底光ケーブルは5本程度だが、使われなくなった既設の通信ケーブルを活用できれば、海底観測網のない日本海側など広域での観測が可能となる。

日刊工業新聞 2024年06月07日

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