DAT 型レコーダを用いた神奈川県西部における臨時地震観測
永井悟＊・棚田俊收＊Temporary seismic observation in western Kanagawa prefecture with DAT-recorders
bySatoru NAGAI and Toshikazu TANADA

1.

はじめに
神奈川県西部及びその周辺部は、本州弧に伊豆－小笠原弧が衝突する伊豆衝突帯に位置しており、箱根、丹沢山地、神縄・国府津 ― 松田断層帯など、複雑なテクトニクスを有する。伊豆衝突帯における地殻構造、及び、フィリピン海プレート（PHP）の形状については未だ不明瞭な点があり、十分な解明がなされていない。
PHP 形状については、1990 年代以降盛んに議論されている（例えば、Ishida, 1992；津村ほか、1993）。近年の 3 次元地震波速度構造解析（トモグラフィー法）による推定（Matsubara et al., 2005；弘瀬ほか、2008）や、反射 ･ 屈折法地震探査により関東山地東縁下での詳細な 2次元断面による推定（例えば、Sato et al., 2005）は、既往研究での PHP 形状とは整合的ではない。
また、一方で、30km 以浅、地殻及び上部マントルの図1

神奈川県西部および周辺部の定常地震観測点と構造については、議論が尽くされたとは言い難い。例え

本研究における臨時観測点（▲）。定常観測点

ば、富士山合同稠密観測による地震波トモグラフィー解は、神奈川県温泉地学研究所：HSRI、気象庁：

析（Nakamichi et al. , 2007）では、地震波速度と地表地JMA、防災科学技術研究所：Hi-net、東京大学質との比較をしているが、富士山直下の構造に関する議

地震研究所：ERI による観測点を示している。

論が中心であり、伊豆衝突帯、特に神奈川県西部のテクトニクスにまでは議論が及んでいない。また、関東山地を補うため、神奈川県西部において、DAT 型レコーダ東縁下での反射 ･ 屈折法地震探査による構造の議論（Satoを用いた機動的臨時地震観測を行うこととした。本報告

et al ., 2005）は 2 次元断面によるものであり、水平方向

では、その臨時観測の概要と処理方法について紹介する。の広がりを議論するにはより多くの探査測線が必要であ

なお、解析については別稿で報告する。

る。
そこで、神奈川県西部地域を中心とした伊豆衝突帯

2.

DAT 型レコーダ

におけるフィリピン海プレート上面に至るまでの地殻及DAT 型レコーダ（篠原ほか、1997；羽田ほか、1999）は、び上部マントルの 3 次元地震波速度構造の解明、及び、海底地震観測用低消費電力大記録容量デジタルレコーダ

そのテクトニクスについての研究を進めている。観測点ー（篠原ほか、1993）に GPS 受信機能付加した、小型分布の粗密（図 1）による地域差もあり、3 次元地震波で長時間地震観測の出来る、現地収録方式の機動的陸トモグラフィー解析において、数 km 程度の構造の変化上観測機器である。レコーダ名称は、開発当初、Digitalを議論するための十分な解像度が得られていない。これ

Audio Tape を使用していたことに由来し、現在では Data

* 神奈川県温泉地学研究所〒 250-0031

神奈川県小田原市入生田 586

資料，神奈川県温泉地学研究所報告，第 40 巻，69-74，2008．

図2

DAT 型レコーダ収録におけるブロックダイアグ
ラム（クローバテック株式会社 HP： http://www.clovertech.co.jp/dat4.html より引用）。

Acquisition Terminal の略称として使用されている。
本研究での臨時地震観測では、ハードディスク（HDD）

写真 1

臨時地震観測点設置概況（WK80J）。

を記録媒体とする DAT-4 型レコーダを使用した。GPS受信ボード、プリアンプ、電源部、CPU および A/D 変

時地震観測点は約 40 日ごとに、外部電源及び HDD 交換基盤、HDD 接続部からなる。主な仕様は、A/D 変換換を行い、2008 年末まで観測を継続した。

分解能 16bit、最大出力電圧 ±4.5V、外部電源として 12Vを必要とする。外部電源としては、単 1 乾電池 40 本ま4.

DAT 型レコーダの収録記録再生処理

たはカーバッテリー（一部には商用電源を利用するため一連の DAT 型レコーダ収録記録再生処理に関するフに充電器を接続）を使用した。取得チャンネル数、サンローを図 3 に示す。各臨時観測点で HDD に収録されたプリング周波数、位置情報・内部時計校正用の GPS デデータファイルは、処理用及びバックアップ保存用のータ受信間隔は選択できるようになっている。また、アHDD に全てコピーした。収録記録ファイルは、1 観測

ンプ基板増幅率は、3 段階で、温泉地学研究所所有の点 1 収録期間毎に、DAT-4 用に改良されたプログラム群

DAT レコーダは 40dB、60dB、80dB の仕様となっている。

を用いて、最終的に WIN フォーマットファイル（卜部、データ収録は図 2 に示すブロックダイアグラムに従って1994）に変換した。

行われ、圧縮可能な独自のフォーマットで記録される。

まず、解凍処理プログラム rubbish5 により、収録記録

なお、2004 年以降は小型化及び A/D 変換分解能 24bit

ファイルを地動データファイルと GPS 取得データファに拡張した DAT-5 型の開発・改良、及び、処理ソフト

イルとに分解した。解凍処理だけは、1 収録ファイルそ改良が行われている（羽田、2006）。

れぞれに対して行う必要がある。解凍処理以降は、1 観測点 1 収録期間毎に処理が出来るように地動データリス

3.

臨時地震観測トファイルと GPS 取得データファイルをそれぞれ 1 フ

定常観測点の分布、及び、トモグラフィー解析におけァイルにまとめた。GPS 取得データファイルは GPS デる解像度向上を確認しつつ、神奈川県西部に臨時観測点ータ解析プログラム gpsread5 により、位置座標情報（緯を 2008（平成 20）年に展開した。定常観測点の間を埋度・経度データファイル群）と、GPS 時刻とその内部めるように観測点候補位置を決めて、さらに理論地震波時計（RTC）との差である時刻校正情報と、に分離した。

走時データによる解像度テスト（チェッカーボードテス

位置座標情報は、観測点位置座標の決定に用いた（表 1）。

ト）による 3 次元トモグラフィー解析への寄与を確認し

時刻校正情報は、内部時計のズレの日変化やその変化のて、最終的な候補地とした。2008（平成 20）年 5 月 12

連続性などを考慮して、校正データの飛びの手動削除や日に踏査・設置した丹沢（WK81J）及び足柄平野（WK82J）

RTC 設定後及び HDD 回収後の GPS 取得記録を追加すの 2 点を最初に、計 9 点を 6 月までに展開した（図 1、るなどして、補正された。補正した時刻校正情報を使用。各観測点は Mark Products 社製
表 1、および、写真 1）

して、時刻補正を行うと同時に UT から JST に変換しなの固有周波数 2Hz の 3 成分地震計と DAT-4 型レコーダ

がら、解凍された地動記録データから、正分から 1 分ごからなる。GPS データ受信間隔は 4 時間とし、サンプとに切り出し、WIN システム（卜部・束田、1992）にリング周波数 200Hz、アンプゲインは通常収録時のデーおける raw フォーマット形式に変換した。時刻補正・解タ圧縮がなされるように 60dB または 40dB とした。臨凍されたデータの切り出しから WIN フォーマット化処表１

臨時地震観測点一覧表

図3

DAT 型レコーダ収録記録再生処理のフローチャート。本稿における“観測データ最終処理”は図 4 に示す。

図4

解凍展開された DAT 型レコーダ収録記録の WIN フォーマット変換プログラム rub2winraw5 のデータ処理フ
ローチャート。

ープトリガーにより得られたイベント検出情報により、定常観測データと同名称で、かつ、同じ時間範囲のイベントファイルを作成した。
トモグラフィー解析用の基本データ（以下、基本処理データ）として、永井ほか（2008）の方法に従って、温泉地学研究所の処理対象としている神奈川県およびその周辺で発生した、マグニチュードが 1.5 以上の地震を気象庁一元化震源から抽出した。臨時観測点の展開された 2008 年 5 月 12 日以降 9 月末日までで 72 個の地震が抽出できた（図 5）。上記の地震について、気象庁一元化震源に基づいた半自動検測と呼ばれる方法で初期処理を施した。半自動検測とは、震源情報をもとに各観測点での予想到着時刻を計算し，その予想到着時刻をもとに各地震記象に時間窓を設定し，その時間窓の中で自動検測を行うことによって初動の到着時刻を読み取る方法で
図5

臨時地震観測網展開後から 2008 年 9 月末までにある。この手法の有効性は、2000 年鳥取県西部地震稠

発生した地震の震源分布（M ≧ 1.5）。★は図 6

密余震観測データに適用した千葉（2003）により示されで示す地震波形記録例の地震。ている。なお、1 次元速度構造モデルは、定常観測に使用している単純な構造モデルを使用した。この後に、順理は、従来は必要なデータ範囲のリスト作成、データの次会話的検測をしつつ、定常観測データと統合して、3切り出し、フォーマット変換の 3 段階の処理をしなけれ次元トモグラフィー解析を行っている。

ばいけない。DAT-5 型レコーダにも対応した処理プログ

記録波形及び半自動・会話的検測の例として、全臨

ラムでは、この点は解消されているが、著作権の問題に時観測点で良好な記録が得られた 2008（平成 20）年 7よりプログラムの使用は限られている。そこで、以前に月 15 日 22 時 25 分ごろに山梨県東部・富士五湖で発生

著者が開発した、効率よく WIN フォーマット化できるした M2.7 の地震の記録を図 6 に示す。この直前の震度変換プログラムをさらに改良した rub2winraw5 を使用し3 を記録した M4 クラスの地震が発生したが、DAT 型レた（図 4）。また、時刻補正についてだが、サンプリン

コーダで設定した記録可能な範囲を超えた地震動であっグ間隔以下の時刻校正値については切り捨てられ、それたため、主要動到達前にその記録が振り切れていた。図に応じたサンプル数をずらすのみの補正であり、リサン6（A）及び（B）は、それぞれ、丹沢山地（WK81J）とプリングにより補正はなされない。このような補正は従

足柄平野（WK82J）の 2 臨時観測点における 3 成分記録、来の処理方法を踏襲している。その為、サンプリング間臨時観測点 6 点における上下動成分の記録であり、半自隔以下の時刻校正値は、各生成ファイルについてログフ動検測の結果を示している。初動極性の読み違いなどはァイルに出力される。

あるが、おおむね地震波到着時刻の検測は良好である。

上記の処理によって生成された観測点毎の WIN フォ

図 6(C) に会話的検測の結果を示すが、大差はない。初ーマットファイルは、WIN システムにより、同時刻毎期処理としての検測精度は、解析における誤差を考慮すの統合、定常観測データとの統合、及び、検測処理などると、3 次元トモグラフィー解析には有効である。また、が容易に可能となる。

図 6(A) 及び (B) に点線で示される予想到着時刻はズレが生じているが、これらのズレは丹沢山地で早く、足柄5.

取得データの検測処理

山地および足柄平野では遅いという、この地域の地震波臨時観測点で取得された WIN フォーマット連続記録速度構造をよく反映している。これらのズレは、1 次元

は WIN システムを用いて、定常地震観測データと同様速度構造では考慮されていない、速度構造の 3 次元不均に、イベント抽出及び検測処理を行う。

質によるものである。トモグラフィーの結果などから観イベント抽出は、温泉地学研究所定常地震観測デー
タ及び気象庁一元化地震データとの統合処理を行う事を測点補正値を導入すれば、半自動検測でも会話的観測と大差のない精度の高い検測が可能となる。

前提として行う。温泉地学研究所定常観測におけるグル



(A)

図6

臨時地震観測網で取得された地震波形記録の例。この地震の震源は図 5 における★である。
(A)（左図）は丹沢山地（WK81J）と足柄平野（WK82J）の 2 観測点における 3 成分記録。
（B）
及び（C）（左下図および右下図）は 各臨時観測点における上下動記録。波形記録は 7 秒長記録で、目盛りは 1 秒である。波形記録中の点線・実線は、地震波の到着予想時刻・検測値を示す。(A)(B) は気象庁一元化震源値を用いた半自動検測によるもので、(C) は (B) を会話的検測による更新したもの。記録の縦幅は、1.82 ×10-4m/s で、 観 測 点 WK84J、WK85J、WK86Jの記録は他の記録に比べて、8 倍拡大（2.27 ×10-5m/s）してある。

(B)

6.

(C)

まとめ
3 次元地震波トモグラフィー解析における解像度向上

謝辞を主目的として、神奈川県西部において、DAT 型レコ

本研究では、気象庁一元化震源カタログを使用しまーダを用いた臨時地震観測網を展開した。2008（平成した。気象庁一元化震源カタログは独立行政法人防災科20）年 6 月には計９点を展開し、良好な記録が得られて学技術研究所、東京大学、気象庁、及び、神奈川県温泉いる。本臨時観測は 2008（平成 20）年末まで継続した。

地学研究所の地震観測データを使用して、気象庁が文部トモグラフィ解析などに有効なデータが得られた。

科学省と協力して整理したものです。本研究は神奈川臨時地震観測により取得されるデータと定常地震観測県重点基礎研究推進事業（平成 20 年度）として実施しデータを統合したデータに用いて、3 次元地震波トモグた。臨時観測点 2 点は東京大学地震研究所強震動観測施

ラフィー等の地震波解析を行う事で解像度の向上による設を使用させて頂きました。また、図の一部は Generic

詳細な地下構造など、新たな知見が得られる事を期待さMapping Tools（Wessel and Smith, 1995）によって作成しれる。

ました。ここに記して感謝いたします。

参考文献

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