(57)【要約】【課題】せん断波の発生を制御することができ、安定した探査を行うことができる、水域地中探査システム及び水域地中探査方法を提供する。【解決手段】反射法地震探査法を用いた水域地中探査システムであって、水中に音波を発震する複数の音源１と、音波の位相を制御する制御装置２と、音波の反射波を受振する受振器３と、音源１を備えた観測船４と、を有し、制御装置２は、音源１から各々発震される音波が水底面Ｂで位相差を有するように音源１の位相を制御することにより地中に伝播するせん断波の発生を制御するように構成されている。【選択図】図１
2014137320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射法地震探査法を用いた水域地中探査システムにおいて、
水中に音波を発震する複数の音源と、
前記音波の位相を制御する制御装置と、
前記音波の反射波を受振する受振器と、
前記音源を備えた探査設備と、を有し、
前記制御装置は、前記音源から各々発震される音波が水底面で位相差を有するように前記音源の水中高さ又は位相を制御することにより地中に伝播するせん断波の発生を制御する、
ことを特徴とする水域地中探査システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記音源の水中高さが発震する音波の半波長分だけずれるように制御する、又は、前記音源の位相差が半周期となるように制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の水域地中探査システム。
【請求項３】
前記音源は、前記探査設備によって曳航される、ことを特徴とする請求項１に記載の水域地中探査システム。
【請求項４】
前記受振器は、曳航型受振器又は水底設置型受振器である、ことを特徴とする請求項１に記載の水域地中探査システム。
【請求項５】
反射法地震探査法を用いた水域地中探査方法において、
複数の音源から各々発震される音波が水底面で位相差を有するように該音源の水中高さ又は位相を調整する調整工程と、
前記音源から音波を水中に発震する発震工程と、
前記音波によって水底面でせん断波が発生して地中に伝播するせん断波伝播工程と、
前記せん断波の反射波を受振する受振工程と、
前記反射波の受振データを用いて地質構造を解析する解析工程と、
を有することを特徴とする水域地中探査方法。
【請求項６】
前記調整工程は、前記音源の水中高さが発震する音波の半波長分だけずれるように調整する工程、又は、前記音源の位相差が半周期となるように調整する工程である、ことを特徴とする請求項５に記載の水域地中探査方法。
【請求項７】
前記発震工程は、前記音源を曳航しながら水面又は水中で前記音波を発震する、ことを特徴とする請求項５に記載の水域地中探査方法。
【請求項８】
前記受振工程は、前記反射波によって水底面で発生し水中に伝播する疎密波を受振する工程である、又は、前記反射波を水底面でせん断波のまま受振する工程である、ことを特徴とする請求項５に記載の水域地中探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水域地中探査システム及び水域地中探査方法に関し、特に、反射法地震探査法を用いた水域地中探査システム及び水域地中探査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大陸棚や深海底には豊富な資源（例えば、石油、天然ガス、メタンハイドレート、多金属団塊、マンガン・クラスト、海底熱水鉱床等）が存在しており、近年の資源価格の高騰により海洋資源開発の必要性が高まっている。また、陸上における天然資源は、一定の地域に偏在しており、国内産出量が少ない資源については、外国からの輸入に頼らざるを得ず、地政学的リスクが少なくない。そして、四方を海に囲まれた我が国においては、安定した資源供給のためにも、海洋地域が資源開発の新たなフロンティアとして注目されている。
【０００３】
海底資源探査技術としては、反射法地震探査法を用いたものが既に提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１等参照）。
【０００４】
特許文献１には、「海面付近や海中や海底で、圧縮した空気を瞬時に海中に放出するエアガンや圧電素子や超磁歪合金等の振動源（送波器）で、振動（音波）を発生させ、海底面や海底下の地層の境界面等で反射して戻って来る音波を、ストリーマーとよばれるケーブルに間隔を設けて配置されたハイドロフォン（受波器）で受信し、この受信記録、即ち、海底面下の地震探査記録に現れる物性が異なる地層同士の境界面を探り、地質構造を解析する」ことが記載されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、Ｓ波（せん断波）は、Ｐ波（疎密波）と比べて孔隙内流体に左右されにくい、フラクチャーの発達する層を通過すると波が分離する、等の特徴を有し、Ｐ波反射法地震探査のみでは得がたい油ガス層の構造・貯留層性状の把握が可能とされており、Ｓ波反射法地震探査が注目を浴びていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４８３０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】松澤  進一、Ｓ波を利用した貯留層解析技術、石油・天然ガスレビュー、（独）石油天然ガス・金属鉱物資源機構、2007.9 Vol.41 No.5 P.91-103
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１にも記載されているように、Ｓ波（せん断波）は海中を伝播しないことから海域における有効なＳ波震源が存在していないという問題がある。そこで、水中を伝播するＰ波（疎密波）が海底でＳ波（せん断波）に変換するＰ-Ｓ変換波を使用することが非特許文献１に記載されている。
【０００９】
しかしながら、水中の単一のエアガン等の震源から発生するＰ波から解析に必要なＰ-Ｓ変換波を得る場合、非常に大きな音圧を必要とするだけでなく、海底の土質が大きな制約条件となる。したがって、海洋ほ乳類等の海洋生物への影響が懸念されるだけでなく、Ｓ波（せん断波）の発生を制御することが困難であり、安定した探査を行うことができないという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、せん断波の発生を制御することができ、安定した探査を行うことができる、水域地中探査システム及び水域地中探査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、反射法地震探査法を用いた水域地中探査システムにおいて、水中に音波を発震する複数の音源と、前記音波の位相を制御する制御装置と、前記音波の反射波を受振する受振器と、前記音源を備えた探査設備と、を有し、前記制御装置は、前記音源から各々発震される音波が水底面で位相差を有するように前記音源の水中高さ又は位相を制御することにより地中に伝播するせん断波の発生を制御する、ことを特徴とする水域地中探査システムが提供される。
【００１２】
ここで、前記制御装置は、前記音源の水中高さが発震する音波の半波長分だけずれるように制御してもよいし、前記音源の位相差が半周期となるように制御してもよい。また、前記音源は前記探査設備によって曳航されていてもよい。また、前記受振器は曳航型受振器や水底設置型受振器であってもよい。
【００１３】
また、本発明によれば、反射法地震探査法を用いた水域地中探査方法において、複数の音源から各々発震される音波が水底面で位相差を有するように該音源の水中高さ又は位相を調整する調整工程と、前記音源から音波を水中に発震する発震工程と、前記音波によって水底面でせん断波が発生して地中に伝播するせん断波伝播工程と、前記せん断波の反射波を受振する受振工程と、前記反射波の受振データを用いて地質構造を解析する解析工程と、を有することを特徴とする水域地中探査方法が提供される。
【００１４】
ここで、前記調整工程は、前記音源の水中高さが発震する音波の半波長分だけずれるように調整する工程であってもよいし、前記音源の位相差が半周期となるように調整する工程であってもよい。また、前記発震工程は、前記音源を曳航しながら水面又は水中で前記音波を発震するようにしてもよい。また、前記受振工程は、前記反射波によって水底面で発生し水中に伝播する疎密波を受振する工程であってもよいし、前記反射波を水底面でせん断波のまま受振する工程であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
上述した水域地中探査システム及び水域地中探査方法によれば、複数の音源から発震される音波に位相差を付与することにより、積極的に水底面から地中に伝播するせん断波を発生させることができる。したがって、本発明によれば、せん断波の発生を制御することができ、安定した水域地中探査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は発震時、（ｂ）は受振時、を示している。
【図２】本発明の第一実施形態に係る水域地中探査方法を示す概念図であり、（ａ）は発震時、（ｂ）は受振時、を示している。
【図３】水底面におけるせん断波の発生状況を示す図であり、（ａ）は逆位相の場合、（ｂ）は同位相の場合、を示している。
【図４】水底面における波の発生状況を示す拡大図であり、（ａ）は逆位相のせん断波、（ｂ）は同位相のせん断波、（ｃ）は逆位相の疎密波、（ｄ）は同位相の疎密波、を示している。
【図５】音源の間隔とせん断波の発生との関係を示す図であり、（ａ）は離隔状態、（ｂ）は接近状態、を示している。
【図６】本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、を示している。
【図７】本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は第四実施形態、（ｂ）は第五実施形態、を示している。
【図８】本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は第六実施形態、（ｂ）は第七実施形態、を示している。
【図９】本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は第八実施形態、（ｂ）は第九実施形態、を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図１〜図９を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は発震時、（ｂ）は受振時、を示している。図２は、本発明の第一実施形態に係る水域地中探査方法を示す概念図であり、（ａ）は発震時、（ｂ）は受振時、を示している。
【００１８】
本発明の第一実施形態に係る水域地中探査システムは、図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、反射法地震探査法を用いた水域地中探査システムであって、水中に音波を発震する複数の音源１と、音波の位相を制御する制御装置２と、音波の反射波を受振する受振器３と、音源１を備えた観測船４と、を有し、制御装置２は、音源１から各々発震される音波が水底面Ｂで位相差を有するように音源１の位相を制御することにより地中に伝播するせん断波（「Ｓ波」又は「横波」と称される場合もある）の発生を制御するように構成されている。
【００１９】
本実施形態に係る水域地中探査システムは、一般的には海域の資源探査を対象としているが、これに限定されるものではなく、河川域、湖沼域等、水分を有する帯域全般において使用することができる。すなわち、本実施形態において、「水域」とは、海域、河川域、湖沼域等、水分を有する帯域全般を含む趣旨である。
【００２０】
音源１は、例えば、油圧サーボを用いた低周波発生装置１１である。低周波発生装置１１としては、例えば、特開平８−２８００８９号公報に記載されたような水中音源装置が使用可能である。低周波発生装置１１は、少なくとも一対（二つ）の音源１を有しており、各音源１は振動板の振動を油圧で制御することにより、所望の周波数の音波を発生させるように構成されている。また、各音源１は、それぞれ個別に音波を発生させることができるように構成されており、異なる位相で音波を発生することが可能である。
【００２１】
ここで、音源１により水中に発震される音波は、疎密波（「Ｐ波」又は「縦波」と称される場合もある）である。なお、音源１は、上述した油圧サーボ式の低周波発生装置１１に限定されるものではなく、圧電素子駆動式のように発生する音波の位相を制御可能なものであれば他の方式のものであってもよい。
【００２２】
制御装置２は、各音源１で発生される音波の位相を個別に制御することができるように構成されている。かかる制御装置２は、観測船４に搭載されていてもよいし、低周波発生装置１１に搭載されていてもよい。また、制御装置２は、音源１で発生させる音波の周波数を制御する機能も有する。音源１から水中に発震される音波は、例えば、１０〜１００Ｈｚ程度の低周波であることが好ましいが、上述した油圧サーボ式の低周波発生装置１１であれば、２００〜３００Ｈｚ程度の周波数の音波まで発生させることができる。
【００２３】
受振器３は、例えば、複数のハイドロフォンをケーブルに連結したストリーマケーブル（曳航型受振器）により構成される。受振器３は、図示したように、低周波発生装置１１に接続するようにしてもよいし、低周波発生装置１１とは別の揚重装置により観測船４から水中に浸水させるようにしてもよいし、音源１を曳航する観測船４とは異なる曳航船によって曳航するようにしてもよい。低周波発生装置１１及び受振器３は、図示したように、例えば、水底面Ｂから１００〜５００ｍ程度の位置に浸水され、曳航索１２により観測船４に接続され曳航される。
【００２４】
観測船４は、音源１を水中に配置するための探査設備を構成している。観測船４は、いわゆる曳航船であり、図１（ａ）に示したように、低周波発生装置１１及び受振器３を曳航しながら音波を水中に発震し、図１（ｂ）に示したように、低周波発生装置１１及び受振器３を曳航しながら反射波を受振するように操作される。観測船４は、例えば、低周波発生装置１１及び受振器３に接続された曳航索１２と、曳航索１２を巻き取り・巻き戻し可能に支持する揚重装置１３と、を有している。なお、音源１を備えた探査設備は、観測船４のような船舶に限定されるものではなく、観測ブイ、水上プラットホーム、掘削リグ、セミサブリグ、潜水艦、水中航走体等、所定の水域において音源を水中に配置可能な設備であればよい。
【００２５】
ここで、図１及び図２を参照しつつ、本実施形態に係る水域地中探査方法について説明する。本実施形態に係る水域地中探査方法は、反射法地震探査法を用いた水域地中探査方法であって、複数の音源１から各々発震される音波が水底面Ｂで位相差を有するように音源１の位相を調整する調整工程と、音源１から音波（疎密波）を水中に発震する発震工程と、音波（疎密波）によって水底面Ｂでせん断波が発生して地中に伝播するせん断波伝播工程と、せん断波の反射波を受振する受振工程と、反射波の受振データを用いて地質構造を解析する解析工程と、を有している。
【００２６】
調整工程は、複数の音源１の位相を制御装置２により個別に制御することによって、水底面Ｂで位相差が生じるように調整する工程である。具体的には、音源１の位相差が半周期となるように調整する工程である。音源１の位相差を半周期とした場合、一対の音源は逆位相の音波を水中に発震することとなる。ただし、音源１の位相差は、半周期に限定されるものではなく、位相がずれてさえいれば、例えば、０〜１／２周期の範囲内で任意に設定することができる。
【００２７】
発震工程は、少なくとも一対（二つ）の音源１から異なる位相で音波を水中に発震する工程である。このとき、図１（ａ）に示したように、音源１を曳航しながら水中で音波を発震するようにしてもよいし、停船した観測船４や所定の水域に配置された探査設備に接続された音源１から音波を発震して定点観測するようにしてもよい。
【００２８】
せん断波伝播工程は、音源１からの音波（疎密波）に基づいて水底面Ｂでせん断波を発生させる工程である。図２（ａ）に示したように、一対の音源１から位相差を付与した音波を水中に発震すると（位相差が付与されている状態を図では＋−で表示している）、水中に疎密波が伝播する。水底面Ｂに到達した疎密波は、二つの疎密波の位相が異なっていることから、水底面Ｂで両音波が干渉する際に、音波の進行方向における疎密の濃度が異なっており、特に、一方が進行波であり他方が後退波である場合に、水底面Ｂに沿った水平方向成分が増幅され、せん断波を生じやすい。本実施形態では、音源１から水中に発震される音波（疎密波）を制御することができ、疎密波の波長、振幅（音圧）、位相差、音源１間の距離等の条件によって、水底面Ｂで発生するせん断波の大きさを任意に調整することができる。また、本実施形態では、せん断波の発生を制御することができることから、水底面Ｂの土質による影響を低減することができる。
【００２９】
受振工程は、図２（ｂ）に示したように、地層や埋蔵物Ｄで反射したせん断波の反射波を受振する工程である。せん断波伝播工程において発生したせん断波は、地中に伝播し、地中に液体やガスの塊や層が存在していた場合にその一部が反射することとなる。反射したせん断波は、水底面Ｂに到達すると疎密波を生じ、せん断波由来の疎密波が水中を伝播することとなる。このせん断波由来の疎密波は受振器３によって受振される。
【００３０】
なお、疎密波が地中に伝播する場合に、せん断波の他に疎密波も地中に伝播することになるが、疎密波が液体やガスの塊や層に到達した場合には減衰が大きく、一般にその反射波を受振することは困難である。
【００３１】
解析工程は、反射波（せん断波由来の疎密波）の受振データ（受振時間、音圧分布等）を用いて地質構造を解析する工程である。具体的には、受振器３により受振した受振データを解析プログラムを搭載したコンピュータ（図示せず）で処理することにより、地質構造を解析する。
【００３２】
受振器３は、主として、音源１から発震された疎密波の水底面Ｂ、水底面Ｂ下の地層や埋蔵物Ｄにおける反射波と、上述したせん断波の反射波とを受振することとなるが、反射波を受振した時間や音圧の大きさによって、疎密波由来の反射波であるのか、せん断波由来の反射波であるのか、区別することができ、せん断波由来の疎密波によって、従来の方法では明らかにできなかった地質構造を解析することができる。
【００３３】
また、本実施形態において、疎密波の水底面Ｂや固体埋蔵物における反射波も受振することができることから、この疎密波由来の反射波の受振データを用いて水底面Ｂ及び地中の構造を解析することもできる。特に、せん断波由来の反射波の受振データと疎密波由来の反射波の受振データの両方を用いて同じ水域を探査することにより、より詳細かつ正確な資源探査を行うことができる。
【００３４】
ここで、図３及び図４を参照しつつ、せん断波の発生状況をシミュレーションした結果について説明する。図３は、水底面におけるせん断波の発生状況を示す図であり、（ａ）は逆位相の場合、（ｂ）は同位相の場合、を示している。図４は、水底面における波の発生状況を示す拡大図であり、（ａ）は逆位相のせん断波、（ｂ）は同位相のせん断波、（ｃ）は逆位相の疎密波、（ｄ）は同位相の疎密波、を示している。
【００３５】
二つの音源（ダイポール音源）を２６．４ｍ（３．５波長分）だけ離隔させた状態で、水底面から５００ｍの位置に配置して、２００Ｈｚの音波を水中に発震してから０．３６秒後の音波の伝播状況をシミュレーションした結果を図３及び図４に示している。なお、図３の各図において、地中には疎密波も伝播しているが、説明の便宜上、せん断波のみを図示している。
【００３６】
図３（ａ）は音源１から逆位相の音波を発生させたものである。図示したように、水中を伝播した疎密波は、水底面Ｂにおいてせん断波を生じ、地中に略半円形状に連続したせん断波が伝播することとなる。この様子は、図４（ａ）に示した拡大図でより明確に確認することができる。図４（ａ）に示した拡大図によれば、地中で発生したせん断波が略半円形状に連続しており、せん断波の中心部における水底面Ｂに垂直な方向においてもせん断波が発生していることを容易に理解することができる。
【００３７】
一般に、反射法地震探査法を用いた水域地中探査において、水底面Ｂから斜めに地中に伝播したせん断波は反射波が水底面Ｂに沿って水平方向に流れやすいことから、受振器３でその反射波（せん断波由来の疎密波）を受振することは困難である。したがって、反射法地震探査法を用いた水域地中探査において、水底面Ｂから垂直に伝播するせん断波を生成することが重要である。
【００３８】
それに対して、図３（ｂ）は音源１から同位相の音波を発生させたものである。図示したように、水中を伝播した疎密波は、水底面Ｂにおいてせん断波を生じ、地中に中央部で分離した不連続のせん断波が伝播することとなる。この様子は、図４（ｂ）に示した拡大図でより明確に確認することができる。図４（ｂ）に示した拡大図によれば、地中で発生したせん断波が二つの略１／４円形状に不連続に分離しており、せん断波の中心部における水底面Ｂに垂直な方向においてせん断波が発生していないことを容易に理解することができる。
【００３９】
また、上述したように、疎密波も水底面から地中に伝播することから、その様子を図４（ｃ）及び（ｄ）に示している。図４（ｃ）に示した波は逆位相の疎密波であり、図４（ｄ）に示した波は同位相の疎密波である。これらの図に示したように、水底面Ｂから地中に伝播する疎密波は、せん断波とは逆の現象が生じており、逆位相の疎密波は二つの略１／４円形状に不連続に分離しており、同位相の疎密波は略半円形状に連続している。
【００４０】
一般に、疎密波は、せん断波と比較して屈折率が大きくないことから、水底面Ｂから斜めに地中に伝播した疎密波であっても、その反射波を受振器３で受振することが可能である。したがって、図４（ｃ）に示したような波形の疎密波であっても地質構造の解析に役立てることができる。すなわち、一対の音源１から位相の異なる音波を発震させた場合には、水底面Ｂで生じるせん断波に加えて、地中に伝播する疎密波によっても地質構造を解析することができ、両者の解析結果を組み合わせることによって、より正確な又はより詳細な解析結果を得ることができる。
【００４１】
上述した水域地中探査システム及び水域地中探査方法によれば、複数の音源から発震される音波に位相差を付与することにより、積極的に水底面Ｂから地中に伝播するせん断波を発生させることができる。したがって、本発明によれば、せん断波を発生させる疎密波の位相や音圧等を制御することにより、せん断波の発生を制御することができ、安定した水域地中探査を行うことができる。
【００４２】
ここで、図５は、音源の間隔とせん断波の発生との関係を示す図であり、（ａ）は離隔状態、（ｂ）は接近状態、を示している。図５の各図は、音源１から水中に発震される音波（疎密波）の山を実線で表示し、谷を破線で表示したものである。なお、図５の各図において説明の便宜上、水底面を省略している。
【００４３】
図５（ａ）に示したように、図５（ｂ）と比較して、音源１の離隔距離を広くした場合には、水中を伝播する音波（疎密波）が干渉し合う部分における水平方向成分が大きくなることから、水底面で生じるせん断波の振幅（又は音圧）を大きくすることができる。したがって、一対の音源１間の距離はできるだけ広くした方が好ましい。
【００４４】
また、水底面において想定どおりに音波を干渉させて所望のせん断波を発生させるためには、複数の音源１の水中高さをできるだけ同じレベルに合わせることが好ましい。例えば、一対の音源１から１００Ｈｚの音波を半周期の位相差を付与して（逆位相に設定して）発震した場合、一対の音源１の水中高さが半波長分（７．４ｍ）だけずれた場合には、同位相の音波を発震しているのと変わりないこととなってしまうことから、音源１の水中高さの誤差が半波長分未満となるように、音源１（低周波発生装置１１）の水中高さを制御する必要がある。音源１の高さは水圧計により容易に制御することができる。
【００４５】
次に、本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムについて、図６〜９を参照しつつ説明する。ここで、図６は、本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、を示している。図７は、本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は第四実施形態、（ｂ）は第五実施形態、を示している。図８は、本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は第六実施形態、（ｂ）は第七実施形態、を示している。図９は、本発明の他の実施形態に係る水域地中探査システムを示す全体構成図であり、（ａ）は第八実施形態、（ｂ）は第九実施形態、を示している。なお、上述した第一実施形態に係る水域地中探査システムと同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４６】
図６（ａ）に示した第二実施形態に係る水域地中探査システムは、複数の音源１ａ，１ｂを異なる低周波発生装置１１ａ，１１ｂに搭載したものである。このように、複数の音源１ａ，１ｂを物理的に分離することにより、音源１ａ，１ｂ間の距離をより広く確保することができる。低周波発生装置１１ａ，１１ｂは、例えば、それぞれ曳航索１２ａ，１２ｂ及び揚重装置１３ａ，１３ｂを介して観測船４に接続され、曳航される。かかる第二実施形態では、低周波発生装置１１ａ，１１ｂの水中高さは略同じ高さに維持され、各音源１ａ，１ｂから位相差を有する音波を発震させることにより、水底面Ｂでせん断波を生じさせるように構成されている。
【００４７】
なお、図示しないが、受振器３については、下流側の低周波発生装置１１ｂの後端に接続するようにしてもよいし、低周波発生装置１１ａ，１１ｂとは別に観測船４により曳航するようにしてもよいし、観測船４とは別の曳航船により曳航するようにしてもよい。
【００４８】
図６（ｂ）に示した第三実施形態に係る水域地中探査システムは、複数の音源１ａ，１ｂを異なる低周波発生装置１１ａ，１１ｂに搭載し、さらに、低周波発生装置１１ａ，１１ｂの水中高さを異ならせるようにしたものである。特に、低周波発生装置１１ａ，１１ｂの水中高さを、音源１ａ，１ｂが発震する音波の半波長分だけずれるように調整することが好ましい。ただし、この水中高さの差分は、音波の半波長に限定されるものではなく、０〜半波長の範囲で任意に設定することができる。
【００４９】
かかる第三実施形態は、水底面Ｂにおける音波の位相差を音源１ａ，１ｂの水中高さで制御するようにしたものであり、音源１ａ，１ｂから発震される音波は同位相であることが好ましい。低周波発生装置１１ａ，１１ｂの水中高さは、水圧計（図示せず）及び制御装置２により制御される。勿論、水底面Ｂにおける音波の位相差を、音源１ａ，１ｂの水中高さと音源１ａ，１ｂから発震される音波の位相差の両方で制御するようにしてもよい。なお、その他の構成については、上述した第二実施形態と同じ構成であることから、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５０】
図７（ａ）に示した第四実施形態に係る水域地中探査システムは、複数の音源１ａ，１ｂを異なる低周波発生装置１１ａ，１１ｂに搭載し、さらに、低周波発生装置１１ａ，１１ｂを異なる観測船４ａ，４ｂに接続し、観測船４ａ，４ｂを前後に配列して低周波発生装置１１ａ，１１ｂを曳航させるようにしたものである。かかる構成によれば、音源１ａ，１ｂの位置や水中高さを任意に調整することができ、利便性を向上させることができる。かかる第四実施形態では、水底面Ｂにおける音波の位相差は、音源１ａ，１ｂの水中高さで制御するようにしてもよいし、音源１ａ，１ｂから発震される音波の位相差によって制御するようにしてもよい。
【００５１】
図７（ｂ）に示した第五実施形態に係る水域地中探査システムは、複数の音源１ａ，１ｂを異なる低周波発生装置１１ａ，１１ｂに搭載し、さらに、低周波発生装置１１ａ，１１ｂを異なる観測船４ａ，４ｂに接続し、観測船４ａ，４ｂを左右に配列して低周波発生装置１１ａ，１１ｂを曳航させるようにしたものである。かかる構成によっても、音源１ａ，１ｂの位置や水中高さを任意に調整することができ、利便性を向上させることができる。かかる第四実施形態では、水底面Ｂにおける音波の位相差は、音源１ａ，１ｂの水中高さで制御するようにしてもよいし、音源１ａ，１ｂから発震される音波の位相差によって制御するようにしてもよい。
【００５２】
なお、上述した第四実施形態及び第五実施形態において、その他の構成については、上述した第二実施形態と同じ構成であることから、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５３】
図８（ａ）に示した第六実施形態に係る水域地中探査システムは、第一実施形態における受振器３を水底設置型受振器に変更したものである。受振器３を水底設置型受振器とした場合には、受振器３は地中に伝播したせん断波の反射波を水底面Ｂでせん断波のまま受振することとなる。かかる水底設置型受振器としては、例えば、ＯＢＣ（Ocean Bottom Cable）やＯＢＳ（Ocean Bottom Seismometer）等を使用することができる。
【００５４】
図８（ｂ）に示した第七実施形態に係る水域地中探査システムは、第六実施形態における低周波発生装置１１（音源１）を観測船４の船底に配置したものである。かかる構成によっても、音源１を任意の水域に搬送することができる。なお、受振器３は、水底設置型受振器であってもよいし、曳航型受振器であってもよい。
【００５５】
図９（ａ）に示した第八実施形態に係る水域地中探査システム及び図９（ｂ）に示した第八実施形態に係る水域地中探査システムは、探査設備を自走式の水中航走体４１により構成したものである。これらの実施形態では、水中航走体４１が所定の水中高さを潜行可能であることから、水中航走体４１に低周波発生装置１１（音源１）を配置しておくことが好ましい。受振器３は、図９（ａ）に示した第八実施形態のように曳航型受振器であってもよいし、図９（ｂ）に示した第九実施形態のように水底設置型受振器であってもよい。
【００５６】
本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、第一実施形態〜第九実施形態を必要に応じて適宜組み合わせることができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１ａ，１ｂ  音源
２  制御装置
３  受振器
４，４ａ，４ｂ  観測船
１１，１１ａ，１１ｂ  低周波発生装置
１２，１２ａ，１２ｂ  曳航索
１３，１３ａ，１３ｂ  揚重装置
４１  水中航走体
【図１】
2014137320.tif 000003
【図２】
2014137320.tif 000004
【図３】
2014137320.tif 000005
【図４】
2014137320.tif 000006
【図５】
2014137320.tif 000007
【図６】
2014137320.tif 000008
【図７】
2014137320.tif 000009
【図８】
2014137320.tif 000010
【図９】
2014137320.tif 000011