ICRR共同研究発表会(2003/12/19) 神岡100mレーザー伸縮計の概要と観測記録 新谷 昌人(東京大学地震研究所)
地下1000m、跡津川断層から約2kmの地点に設置
神岡のメリット ・地下1000m 地面振動・・・・小 (0.1～0.01 above 0.5Hz) 気温変動・・・・小 (<<0.1K) 岩盤・・・・強固、安定 (飛騨片麻岩, vp=5450m/s) 降雨、地下水位変動、気圧 ・・・・影響小(?) ・跡津川断層近傍 断層運動モニター
GPS観測網(平原氏の資料より)
神岡100mレーザー伸縮計 分解能：１ｘ１０－１３ ◎流体核共鳴効果（１ｘ１０－１１ ） ◎地球の常時自由振動（１ｘ１０－１２ ） ○サイレント・アースクエイク（１ｘ１０－１２ ） ○ コア・モード(1)：（１ｘ１０－１２ ） 媒質の弾性的な復元力と分子結合力による振動のうち、コアに エネルギーが集中するもの △コア・モード(2) （１ｘ１０－１３ ） 重力（アルキメデスの浮力）を復元力とする流体中にある固体の運動 （内部重力波） スリヒター・モード コアー・アンダートーン
コア･モード２S２の例 1989年マコーリー地震（Mw=８.0）の場合の計算例：（川崎:1999） 周期 1048秒（17．5分） 振幅 重力変化 1.4x10-11m/s2 伸縮変化 ～0.3x10-12strain
装置の概要、特長 ・ヨウ素安定化YAGレーザー光源 (波長安定度=ひずみ精度～10-13) ・直交干渉計 (せん断ひずみ -> 気圧ノイズの低減、 Toroidal mode検出) ・絶対長干渉計 (sideband透過法、精度0.1μm -> 断層運動モニター)
εxxを検出 εxyを検出
理論波形(GoticII) による地球潮汐 成分の除去
トレンド成分
気圧応答 ～0.5×10-8/25hPa =～2×10-10/hPa (linear成分のみ確認)
世界のレーザー 伸縮計の ノイズレベル
CMG 地震計 との比較
地震計(IDA)で 観測された 常時地球自由振動 (垂直成分)
従来の観測 (垂直成分)から 推定される 常時自由振動 レベル
十勝沖地震 (2003/9/26)
十勝沖地震 (2003/9/26) で励起された 自由振動
まとめ ・潮汐振幅 ・・・ 理論潮汐とほぼ一致(factorの異方性あり) ・長期トレンド ・・・ 10-7台の周期的(?)変動 ・気圧応答 ・・・ linearで～2×10-10/hPa、shearでは確認できず ・自由振動帯 ・・・ 数mHz～数十mHzで世界最高感度(～10-12/√Hz)、 それ以下ではf-1以上の勾配で悪化 ・地震 ・・・ 十勝沖地震等(最大振幅1×10-6)、>2mHzで自由振動確認 課題 ・10mHz以下の雑音源の特定 ・・・ mHz帯の感度の向上 -> 自由振動観測 ・干渉効率の向上 ・・・ S/Nの改善（>0.1Hz） -> 微小地震観測 ・絶対長干渉計の組込み ・・・ 累積ひずみの観測 -> 断層運動と長期トレンドの関連(?)