３．１．２

海域における自然地震観測

目

次

(1)

業務の内容・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・36(a) 業務題目(b) 担当者(c) 業務の目的(d) ６ヵ年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 平成１９年度
2) 平成２０年度
3) 平成２１年度
4) 平成２２年度
5) 平成２３年度
6) 平成２４年度(e) 平成２２年度業務目的(2)

平成２２年度の成果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・37(a) 業務の要約(b) 業務の実施方法及び成果
1) 機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計の設置および微小地震の震源分布
2) 長期観測型海底地震計のデータを用いた上越沖における微小地震の震源分布(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 成果の論文発表・口頭発表等(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定(3)

平成２３年度業務計画案・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・43

35

(1)

業務の内容

(a) 業務題目

海域における自然地震観測(b) 担当者
所属機関

役職

氏名

メールアドレス

国立大学法人東京大学地震研究所

教授

篠原 雅尚

mshino@eri.u-tokyo.ac.jp

同

准教授

塩原 肇

shio@eri.u-tokyo.ac.jp

同

准教授

望月 公廣

kimi@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

山田 知朗

yamada@eri.u-tokyo.ac.jp

同

技術職員

橋本 信一

hasimoto@eri.u-tokyo.ac.jp

同

技術職員

八木 健夫

yagi@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

金沢 敏彦

kanazawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

真保 敬

shinbo@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

町田 祐弥

yuya@eri.u-tokyo.ac.jp

同

技術補佐員

二瓶 陽子

(c) 業務の目的
新潟県中越沖に代表されるひずみ集中帯とその周辺の海域において、機動観測型海底ケーブ
ル・インライン式地震計及び自己浮上式海底地震計による海底地震観測を実施し、海域における詳細な震源分布及び地震波速度構造の三次元的分布を明らかにする。
(d) ６ヵ年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 平成１９年度：ひずみ集中帯の海域の観測で使用する機動観測型海底ケーブル・インライン式
地震計を整備するとともに、海域における効果的設置手法等の検討を行った。
2) 平成２０年度：自己浮上式海底地震計を新潟県中越沖に代表されるひずみ集中帯とその周辺の海域に設置し、地震観測を開始した。地震の発生頻度などを考慮し、比較的長期間の観測を行った。また、解析手法の開発を行った。機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計一式の整備を行った。
3) 平成２１年度：平成 20 年度に設置した自己浮上式海底地震計を回収する。得られたデータにより、高精度震源分布を求めた。
4) 平成２２年度：機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計を歪み集中帯の海域に設置し、地震観測を開始する。得られたデータから、高精度震源分布を求める。
5) 平成２３年度：引き続き、機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計を用いた海底地震観測を継続し、高精度震源分布を求める。
6) 平成２４年度：機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計を用いた観測を終了する。これまでのデータから最終的な高精度震源分布を求める。

36(e) 平成２２年度業務目的
機 動 観 測 型 海 底 ケ ー ブ ル・イ ン ラ イ ン 式 地 震 計 を 、新 潟 県 粟 島 南 方 沖 で 発 生 し た 1964
年新潟地震の震源域に敷設する。地震観測データはリアルタイムで東京大学地震研究所に伝送し、陸域の地震観測網データと併合した処理を実施することによって、微小地震の震源分布などの詳細な地殻活動を明らかにする。
(2)

平成２２年度の成果(a) 業務の要約
本年度は、機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計を、新潟県粟島南方沖で発生した 1964
年新潟地震の震源域に敷設した。設置以前は、機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計一式の連続稼働試験を行い、システムが正常に長時間動作することを確認した。また、敷設に先立
ち、地方自治体等地元への説明を行った。機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計は、平成 22 年 8 月に敷設された。地震観測データは、粟島陸上局においてリアルタイムで記録すると共に、インターネット回線を用いて、東京大学地震研究所に伝送し，陸域の地震観測網データと併合した処理を実施することによって，微小地震の震源分布を求めた。機動観測型海底ケーブル・
インライン式地震計からのデータは、敷設直後から得られており、順調に稼働している。一方、
平成 20 年度に上越沖で実施した長期観測型海底地震計を用いた海底地震観測のデータから、微小地震の震源分布などの詳細な地殻活動を明らかにする解析を、前年度から引き続いて行った。また、これまでの成果普及と関連分野の最新の知見の収集のために、国内の学会で研究発表を行った。
(b) 業務の実施方法及び成果
1) 機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計の設置および微小地震の震源分布a) 地震観測ケーブル敷設・埋設ルートの海底調査
ひずみ集中帯の海底地震観測対象海域として、1964年6月に発生した新潟地震（M7.5）の震源域を選定し、この海域に展開する地震観測ケーブル（地震計4台、ケーブル長25km）の概略ルートを決めた。新潟地震の震源域は水深90ｍ程度と浅く、またトロール操業が行われている海域であるため、地震観測ケーブルは、漁業活動による障害を回避するため、すべて海底下に埋設する必要がある。
昨年度実施した第一次海洋調査結果および本年度 4 月初めに実施した補足調査から、対象海域
はほぼ平坦で、急傾斜地形や海底障害物もなくケーブル設置に適していることが分かった。しかし、調査データを詳細に検討した結果、ケーブルの候補ルートとなる粟島南東域に岩盤域が予想より広く張り出しており、海底堆積層が薄いことが推測された。このため、より確実にケーブル埋設が行えるルートを確定するため、5 月半に、当初調査海域より西側に張り出すルートについて、マルチビーム音響測深システム（RESON 社 SeaBat 8101）による海底地形測量とサイドス
キャンソナー（EdgeTech 社 4200-FS）による海底面探査、サブボトムプロファイラー（EdgeTech
社 3200-XS）による地層探査、ドレッジ採泥器による採泥を行い、ケーブル埋設に適する海底の堆積層を有する敷設ルートを選定した。図 1 は、3 回にわたって実施したマルチビーム音響測深
37

システムによる海底地形図である。
一方、ケーブル陸揚点となる釜谷漁港の海岸から水深 35ｍまでのルートは、季節的に設置される定置網およびその係留ロープの海域や、海底にある大小の岩礁域を回避し、ROV により埋設可
能なルートを選定した（図 2）。しかし、海岸から水深 25ｍまでは、海底に大小の玉石が広く存在しているため、ダイバーによるケーブル敷設後のケーブル移動や保護埋設等の作業を実施することとした。
b) 観測室の建設
観測室の敷地として、粟島の釜谷漁港に隣接する公園・多目的広場の一画を粟島浦村から借用した（図 3）。敷地の選定にあたっては、ケーブル陸揚点から観測室までの陸上ルートでの管路工事、観測室に引き込む電力線および電話線の電柱の位置、工事用重機のアクセス、工事機材の保管場所等を考慮し粟島浦村と交渉した。
観測室（写真 1）は、海底ケーブルおよびアースケーブルの引き込み工法、地震による荷重（最大加速度 1G）、冬季の暴風（最大風速 60ｍ/s）による荷重、積雪（最大 50cm）による荷重を考慮して、地表面より 1.6ｍに基礎を置き、そこから 2.6ｍ（地面より 1m 高）立ち上げたコンクリ
ートの基礎を設け、その上に、塩害に強い外壁と断熱・気密構造を有する観測室をアンカーボル
トで固定設置した。観測室の内法は 2.1m 幅×3.1m 長×2.1m 高である。なお、雷害対策として建物の基礎コンクリート内の鉄筋はすべて電気的に接続し局舎アースとした。
観測室内には、陸上観測装置収容架（写真 2）、ケーブルラック、および避雷トランスを収容し、空調室内機を設置した。また外部から観測室に引き込むケーブルに対する雷サージ対策として、
海底ケーブル、商用電力線、電話線、GPS アンテナケーブルのそれぞれに対し保安器あるいは避雷器を挿入した。
c) 機動型海底ケーブル・インライン式地震計の設置
観測ケーブルの敷設・埋設工事は、ケーブル敷設船「KDDI PACIFIC LINK」(7960 トン、以下 KPL：写真 3)により、8 月 24 日～27 日に実施した。この工事に先立ち、陸上側では陸揚工事の準備と陸上敷設ルートの開削を行った。23 日には KPL による敷設ルートの試走と埋設予定区間の掃海と測深作業を行った。この掃海作業はアンカを曳航してその曳航張力を監視するものであるが、ルート上の一部区間で張力変動の大きな場所が確認されたため、その場所は海底堆積層
厚が少ないと推測した。十分な埋設深度を確保するため、急遽、その区間を少し西側に移動させたルートに変更し、再度、掃海作業を行い十分な埋設深度が確保可能な海底堆積層厚があることを確認した。
8 月 24 日早朝、KPL は沖合 500ｍ地点（水深 20ｍ）に停船し、陸側から繰り出したリードロ
ープ端末と接続した観測ケーブルの陸側端末を陸揚げ地点に向けて繰り出した（写真 4）。
観測ケーブル端末は陸揚した後、保護管を取り付け、陸上ルートの開削溝や管路内に敷設した（写真 5）。観測ケーブル端末は、観測室の基礎コンクリート下部の引き込み穴より室内に引き込んだ（写真 6）。
陸上観測室から観測ケーブルシステム全体（図 4）の動作確認試験を行った後、KPL は 24 日
38

昼から観測海域に向けて敷設・埋設工事を開始した。図 2 に示すルート上に、水深 50m までは、埋設しない通常敷設を行い、それより先は曳航式埋設機「Cable Plow Ⅱ」（図 5）により、26 日
22 時までにケーブル（22.5km の）および地震計（4 台）の敷設と同時に埋設した。4 台の地震計の設置位置および埋設深度を表 1 に示す。埋設機を KPL 船上に揚収した後、残るケーブル（2.5km）とシーアースおよびストリーミングロープ（664m）を敷設した（27 日早朝に終了）。
一方、水深 25m～50m の非埋設となっている区間のケーブルと、海側ケーブル端の海中アース
電極は、27 日朝から深夜かけて KPL 搭載の ROV「MARCAS-Ⅲ」（写真 7）により埋設を実施した。また水深 22m から陸揚点の汀線までのケーブル（566m）については、ダイバーにより保護管を取り付け、ケーブル位置の修正や岩盤への固定を実施するとともに、9 月 7 日までに埋設可能な部分はすべて埋設した。図 6 に観測ケーブルの敷設位置を、図 7 にケーブル・地震計の埋設した深度を示す。
工事期間中は、KPL側作業者の安全のため、観測室から観測ケーブルに給電せず、地震計が船から繰り出される時点から埋設機で敷設・埋設された直後まで給電し、観測ケーブルシステム全体の作動確認試験を実施した。ケーブルシステム全体の敷設が終了した27日早朝からは、観測室から給電して連続観測を実施している。図8は、敷設工事後の8月29日に粟島の北東域で発生した地震の観測波形である。
d) 1964年新潟地震震源域周辺における地震活動
1964年新潟地震震源域である新潟県粟島沖に設置した海底ケーブル・インライン式地震計のデータは、インターネットを通じ、現在データを収集中である。収集されているデータは、気象庁
一元化震源リストを基に、地震波形観測支援プログラムWINシステム[卜部・束田（1992）] 1)を用いて目視による検測作業を行っている。ケーブルの末端処理が終了した翌日の2010年8月29日から2010年12月17日までの29個の地震の検測作業が終了している。検測には海底ケーブル・イン
ライン式地震計のデータだけでなく、陸上の定常観測点（20点）のデータも用いた（図9）。海底
ケーブル・インライン式地震計の時刻はGPS時計によってリアルタイムで測定しているが、その処理の都合上、海底ケーブル・インライン式地震計の時計が3秒遅れている。海底ケーブル・イン
ライン式地震計に記録されている時刻を3秒進ませることにより時刻補正を行った。震源決定には、
一次元速度構造と絶対走時を用いる手法[Hirata and Matsu’ura (1987)] 2)を用いた。その際、新潟県上越沖に設置した長期観測型海底地震計を用いた震源決定に用いた一次元速度構造モデルを仮定した。震源計算を行い、解が収束し、かつ水平方向の誤差が1km以内、および深さ方向の誤差が2km以内の精度良く決定できた地震は13個となった（図10）。震源決定に際し、観測点補正
値は与えていない。これらの震源は深さ6-18kmの範囲に分布し、気象庁によって決定された震源に比べ浅くなるものが多い。今後、データの蓄積を待って詳細な震源分布を調べ、1964年新潟地
震震源域における地震活動を調べる。
2) 長期観測型海底地震計のデータを用いた上越沖における微小地震の震源分布
東北日本の日本海側、および日本海東縁部に位置するひずみ集中帯では、東西方向の圧縮場が卓越している領域であり、2004 年新潟県中越地震、2007 年新潟県中越沖地震などで代表される
39

被害地震が多数発生してきた。特に新潟県中越沖地震では、その震源域が海域に分布しており、精密な地震活動および震源断層の実態を把握するためには海域における観測が必要となる。さらに海域における長期的な地震観測は、この周辺における地震発生の場を明らかにするだけでなく、同様な他の地域における地震発生の理解にも重要となる。
平成 20 年度 12 月から平成 21 年度 10 月にかけて、新潟県上越沖におけるひずみ集中帯とその周辺の海域において長期観測型海底地震計 10 台を用いた自然地震観測を行った（写真 9、図 11）。
平成 21 年度は、上越沖における長期海底地震観測で得られたデータを用い、観測網周辺での震源
分布を海底地震計のデータから求めた。平成 22 年度には海底地震観測で得られたデータと、陸域観測網で記録された地震データを用いて併合処理を行い、震源決定を行った。
平成 21 年度は、海底地震計で得られたデータから、地震波形観測支援プログラム WIN システ
ム[卜部・束田(1992)] 1)を用いて気象庁一元化震源リストを基にした検測作業、気象庁一元化震源
リストにはない微小地震の検測作業を行い、これら検測作業を行った地震の中から、P 波の読み取りが 3 個以上、S 波の読み取りが 1 個以上の地震はそれぞれ 1039 個、1048 個となり、これらの読み取り値を用いて震源決定を行った。震源決定には一次元速度構造と絶対震源を用いる震源決定プログラム hypomh[Hirata and Matsu’ura (1987)] 2)を用いた。その際、2007 年に本観測網を縦断するように行われた海陸統合地殻構造探査の結果[Nakahigashi et al.(submitted)] 3)に基づく一次元速度構造モデルを用いた（図 12）。また、自己浮上式海底地震計は、海面から自由落
下させて設置するために、海底の厚い堆積層の上に設置されることになるため、海底直下に厚く分布する堆積層による P 波、S 波の走時が、震源決定に用いる一次元構造から期待される走時と異なる。従って、高い精度で震源を決定するためには、この差の補正を、観測点毎にできるだけ正確に見積もる必要がある。平成 21 年度には各海底地震計下におけるＰ波、S 波の補正値を求め、堆積層による走時の遅れを考慮した震源決定を行った。
平成 22 年度では陸域観測点との併合処理を行うために、海底地震計のデータにおいて気象庁一元化震源リストを基に検測作業を行った 1039 個の地震について、陸域観測点のデータから WIN
システムを用いて目視による初動の検測作業を行い、これらの読み取り値を用いて海底地震計で得られたデータとの併合処理による震源決定を行った。陸域観測点は海底地震計観測網周辺の震源精度を上げるため、沿岸部の観測点データを用いて震源決定を行った。震源決定には hypomh、得られた震源を初期値として hypoDD[Waldhauser and Ellsworth, 20004)]による相対震源決定を行った。絶対震源を用いた震源決定では、平成 21 年度に用いた速度モデル（図 12）を用いて震源決定を行った。この速度構造モデルは海域での速度構造に基づくために、陸域観測点直下における走時の補正を行う必要がある。本研究では以下の手順によって各陸域観測点の補正値を求めた。まず陸域観測点の補正値を与えず、一次元速度構造を用いて海底地震観測点も含めて
hypomh による震源決定を行い、解が収束し、かつ水平方向、および深さ方向の誤差が 1km、2km以内に求まった地震を用いて、各陸上観測点での理論走時と観測走時の平均値を求めた。これを観測点補正値に加えてさらに震源決定を行った。この手順を 2 回繰り返し、各陸域観測点の補正値を求めた（図 13）。このとき海底地震計の補正値は正しいと仮定し、固定して計算した。
以上により求められた各観測点の走時補正値を用いて、気象庁一元化震源リストにない微小地震も含めて、絶対走時を用いた震源決定を行った。このうち、解が収束し、かつ水平方向および
40

深さ方向の誤差がそれぞれ 1km、2km 以内の制度のよい地震を初期値として相対震源決定を行い、1101 個の地震の震源再決定を行った。図 14 に本研究で得られた震源分布図、および深さ断面図を示す。これらの震源は、主に深さ 5km から 15km に分布していることが明らかとなった。図15 では、2007 年に中越沖で行われた構造探査による速度構造測線の両側各 10km 以内の地震を投影した図を示す。これらの深さ断面図を見ると P 波速度が 5km/s 以下の地殻最上部では、2007
年中越沖地震震源域以外では発生していないように見える。また、上越沖では 6km/s 付近の上部地殻内で多くの地震が発生していることが明らかとなった。また、深さが 15km 以上まで震源分布が拡がっていることから下部地殻上部においても地震が発生していることが示唆される。上部
地殻内で多くの地震が発生していることは 2007 年中越沖地震余震分布解析[Shinohara et al.
(2008)] 5)の結果と調和的であるが、陸域と海域における一連の比較を行うことは、ひずみ集中帯、
および日本海でのテクトニクスを理解する上で重要であり、今後の検討課題の一つであると考える。
(c) 結論ならびに今後の課題
新潟県粟島沖を観測域とした海底ケーブル・インライン式地震計の設置の事前調査として地震観測ケーブルルートの海底地形・底質調査を実施し、8月にはケーブル敷設船を用いて海底ケーブ
ル・インライン式地震計を陸揚げ後、観測海域に敷設・埋設を行い、直後からリアルタイム観測を行っている。現在収集しているデータは良好であり、陸域観測点のデータと併合処理を行い、震源分布を求める解析を行った。平成23年度は新潟県粟島沖においてエアガンを用いた構造探査が実施される予定である。今後は海底観測点直下の詳細な速度構造分布を求め、より正確な震源分布を明らかにする。また、平成20年度に新潟県上越沖に設置した10台の長期観測型自己浮上式
海底地震計で得られたデータに加え、同期間に陸域観測点で得られたデータを用いて併合処理を行うことで、より広い範囲での正確な震源分布が明らかとなった。今後は精度のよい震源分布を求めるとともに、発震機構解の決定、トモグラフィー解析による上越沖における三次元不均質構造の解析を引き続き行う。
(d) 引用文献
1) 卜部卓・束田進也、win

微小地震観測網波形検測支援のためのワークステーション・プログ

ラム（強化版）、地震学会講演予稿集、１、C22-P18、1992.
2) Hirata, N. and M. Matsu’ura, Maximum-likelihood estimation of hypocenter with origin
time eliminated using nonlinear inversion technique, Phys. Earth Plane. Inter., 47, 50-61,
1987.
3) Nakahigashi, K., M. Shinohara, E. Kurashimo, T. Yamada, A. Kato, T. Takanami, K,Uehira,Y. Ito, T. Igarashi, H. Sato, R. Hino, K. Obana, Y. Kaneda, N. Hirata, T. Iwasaki, T. Kanazawa,
Seismic structure of the source region of the 2007 Chuetsu-oki earthquake revealed byoffshore-onshore seismic survey: asperity zone of intraplate earthquake delimited by crustal
inhomogeneity, Geophys, J, Int. submitted.
4) Waldhauser, F. and W. L. Ellthworth, A double difference earthquake location algorithm:
41

Method and application to the northern Hayward fault, Bull, Seismol, Soc, Am., 90,
1353-1368, 2000.
5) Shinohara, M., T. Kanazawa, T. Yamada, K. Nakahigashi, S. Sakai, R. Hino, Y. Murai, A.
Yamazaki, K. Obana, Y. Ito, K. Iwakiri, R. Miura, Y. Machida, K. Mochizuki, K. Uehira, M.
Tahara, A. Kuwano, S. Amamiya, S. Kodaira, T. Takanami, Y. Kaneda, and T. Iwasaki,
Precise aftershock distribution of the 2007 Chuetsu-oki Earthquake obtained by using an
ocean bottom seismometer network, Earth Planets Space, 60, 1121-1126, 2008.
(e) 成果の論文発表・口頭発表等
著者

題名

発表先

発表年月日

真保敬，町田祐弥，篠原雅尚，山長期観測型海底地震計を用い

日本地球惑

平成 22 年

田知朗，望月公廣，金沢敏彦

たひずみ集中帯上越沖におけ星科学連合

5 月 27 日

る海底地震観測2010 年大会

篠原雅尚，金沢敏彦，酒井慎一，

新規開発した小型なケーブル

日本地球惑

平成 22 年

佐野修，歌田久司，塩原肇，森田式海底地震観測システムと日星科学連合

5 月 28 日

裕一，山田知朗，山崎克之

本海への設置2010 年大会

真保敬，篠原雅尚，中東和夫，山定常地震観測網データを用い

月刊地球

平成 22 年

田知朗，酒井慎一，金沢敏彦

た 2007 年新潟県中越沖地震

Vol. 32, No.

7月

余震の高精度震源決定7, 2010

篠原雅尚，金沢敏彦，酒井慎一，

新規開発したケーブル式海底日本地震学

平成 22 年

佐野修，歌田久司，塩原肇，森田

地震観測システムと日本海粟会 2010 年度

10 月 27 日

裕一，山田知朗，山崎克之

島沖への設置秋季大会

真保敬，町田祐弥，篠原雅尚，山海底地震計を用いたひずみ集

日本地震学

平成 22 年

田知朗，望月公廣，金沢敏彦

中帯における応力場

会 2010 年度

10 月 27 日

秋季大会
町田祐弥，真保敬，篠原雅尚，山長期海底地震観測によるひず

日本地震学

平成 22 年

田知朗，望月公廣，金沢敏彦

み集中帯周辺部、および新潟会 2010 年度

10 月 27 日

県上越沖における地震活動

秋季大会

篠原雅尚，金沢敏彦，酒井慎一，

新規開発したケーブル式海底海洋調査技

平成 22 年

山田知朗，真保敬，町田祐弥，八地震観測システムによる日本術学会

11 月 25 日

木健夫，橋本真一，望月公廣，中海粟島沖における地震観測

東和夫，塩原肇，歌田久司，山崎克行
Shinohara, M., T. Kanazawa, T.

Real-time seismic

2010 AGU

平成 22 年

Yamada, S. Sakai, H. Shiobara,observation using new

Fall

12 月 13 日

K. Mochizuki, Y. Machida, T.

compact ocean bottom

Meeting

Shinbo, K. Nakahigashi, H.

cabled system in Japan Sea

Utada, K. Yamazaki42

(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定
1) 特許出願
なし
2) ソフトウエア開発
なし
3) 仕様・標準等の策定なし(3)

平成２３年度業務計画案

平成 22 年度に 1964 年新潟地震の震源域に敷設した機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計を用いた海底地震観測を実施するとともに、当該機関へ観測データの提供を行う。また観測データを高精度に解析するために必要な情報を収集するため、人工地震による構造調査を行う。
地震観測データは、陸域の地震観測網データと併合した処理を実施することによって、微小地震の震源分布などの詳細な地殻活動を明らかにする。また、これまでの成果の普及と関連分野の最新の知見の収集のために、国内外の学会で研究発表を行う。

43

写真 1

観測室の外観。海底ケーブルおよびアースケーブルは、コンクリート基礎の右側地下から引き込んでいる。電力線、電話線は建屋右上方から引き込んでいる。コンクリート基礎の高さは地面から 1m。

44

写真 2 陸上観測装置収容架。架は 19 イン
チラックで、観測ケーブル用伝送端局装置（2 台）、給電装置（2 台）、サーバー（2台）、GPS 受信機（2 台）、観測データ表
示装置、UPS、ルータ、ADSL 端末が収容されている。

写真 3 ケーブル敷設船「KDDI Pacific Link」
全長：109.0m

全幅：20.5m

深さ：9.0m、計画満水喫水：7.5m

総トン数：7,960 トン
航海速力：10.5 ノット（航海日数：約 50 日間）

ケーブル積載容量：2,400m3（主タンク）、320m3（予備タンク）推進器：1,000kW×2 基(アジマスタイプ)、バウスラスター：800ｋW×3 基
敷設装置：ドラムケーブルエンジン

2 台、リニアケーブルエンジン

作業ロボット：曳航式埋設機「Plow-Ⅱ」、ROV「MARCAS-Ⅲ」

45

1台

写真 4 ケーブル陸揚状況。ケーブルにバルンブイを取り付け、ケーブルを浮かした状態で、ケーブル船から陸側に引き込んでいる。

写真 5 開削溝に敷設したケーブル。陸揚されたケーブルは、事前に開削してある溝に敷設され、保護管を取り付けた後、埋め戻される。写真は、保護管取り付け作業途中でケーブルの下半分にだけ保護管を取り付けた状態。
46

写真 6

観測室への引き込み作業。観測ケーブルとアースケーブルは、右側の観測室のコンクリ

ート基礎の地下部分から観測室内に引き込まれた。また両ケーブルの余長は、観測室の地下に巻き取られた。作業員が手持ちしているのが観測ケーブルで、手前に巻いてあるのがアースケーブ
ル。

47

写真 7 ケーブル後埋設に使用した遠隔操縦式無人潜水ロボット ROV「MARCAS-Ⅲ」
ROV「MARCAS-Ⅲ」の主要目・最大使用水深：2500m

・寸法：長さ 6.27m～7.95m（金属探知用フレーム含む）、幅 3.7m、高さ 3.4m
・重量：17 トン（空中）、浮力 0.2 トン（水中）・走行能力：前後 3.0 ノット、横 2.0 ノット、垂直 1.5 ノット
・牽引力：最大 2.1 トン
・所要動力：600kW
・推進器：スラスタ

8台

・掘削装置：高圧ジェット水による掘削（可変式の主ツインジェットノズル、可変式前方
補助ジェットノズル、可変式デプレッサを使用）
・最大埋設深度：3m（海底底質による）・埋設対象：海底ケーブル（直径 50mm～100mm）、中継器・JB（直径 380mm 以下）・監視装置：TV カメラ 6 台、ライト 10 台、前方監視ソナー1 台

48

写真 8

上越沖で回収された長期観測型海底地震計。この後、東京大学地震研究所に陸上輸送され、データの回収が行われた（平成 21 年 10 月 9 日）。

49

表 1 機動観測型海底ケーブル・インライン地震計 4 台の設置位置および埋設深度。

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図 1 マルチビーム音響測深システムによる海底地形調査結果（赤色線が粟島）

図 2 ケーブル陸揚点からの敷設計画ルート（黄色線）

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図 3 観測室の設置位置（赤線がケーブルルート、赤点線は海中部ルート）

図 4 敷設工事時の観測ケーブルシステムの構成
左側が陸上側端末で、4 台の地震計とシーアースで構成される。シーアースの右側に接続してあるストリーミングロープとチェーンは、敷設工法上に必要なもので、観測には直接関係しない。

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図 5 曳航式埋設機「Cable PlowⅡ」と埋設方法
Cable Plow はケーブル敷設船により牽引ワイヤーロープで曳航されるが、曳航速度と同期して、ケーブル船から地震観測ケーブルが繰り出される。観測ケーブルは、PLOW の入り口から入り、PLOW の後部の鋤刃の中を通過し尾部から出てくる。
Cable PlowⅡの主要目・最大使用水深：1,500m（鋤のみ）、200m（高圧ジェット掘削装置付加時）
・寸法：長さ 9.5m×高さ 5.0m×幅 5.6m
・空中重量：19 トン（鋤のみ）、24 トン（高圧ジェット掘削装置付加時）・最大曳航張力：55 トン
・掘削深度：最大 3m、遠隔により深度調整は 0m～3m まで可能
・埋設対象：海底ケーブル（直径 17mm～150mm）、中継器（直径 380mm 以下）
・監視機器：超高感度モノクロ TV カメラ 3 台（2 台はパンチルト付）
前方監視ソナー（100m レンジ）1 台
ライト：150W×5 台

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図 6 敷設した観測ケーブルの位置

図 7 観測ケーブルの埋設深度（青線）と曳航張力（橙色線）
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図 8 観測・埋設終了後に観測ケーブルで観測された地震（8 月 29 日）

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図 9

海底ケーブル・インライン式地震計（赤三角）と検測作業に用いた陸上観測点（赤四角）。

検測作業の対象とした期間（2010 年 8 月 29 日から 2010 年 12 月 17 日まで）と同じ期間に気象庁が決定した地震も同時に示した。

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図 10 海底ケーブル・インライン式地震計によって決定された震源の分布。解が収束し、かつ水
平方向、および深さ方向の誤差が 1km、2km 以内のものを示した。2010 年 8 月 29 日から 2010年 12 月 17 日までに気象庁によって決定された震源も同時に示した。海底ケーブル・インライン式地震計によって決定された震源とそれに対応する気象庁の震源は線で結ばれている。また、
1964 年新潟地震の震源（気象庁による、黄色の星）も示した。

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図11

設置した海底地震計の位置と解析に用いた陸上観測点。観測期間と同じ期間に気象庁が決定した地震も同時に示した。赤三角が長期観測型海底地震計設置地点。赤四角が併合処理でも用いた陸上観測点。

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図 12 震源決定に用いた P 波速度構造。青線が絶対震源を用いた震源決定に用いた速度構造で、赤線が hypoDD による相対震源決定に用いた速度構造。2007 年新潟中越沖地震後に行われた海陸統合地殻構造探査の結果[中東(2009)]を基に作成。

図 13 各観測点における補正値。左図が P 波到達時刻の補正値、右図が S 波到達時刻の補正値を示している。

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図 14 長期観測型海底地震計データ、および陸上観測点でのデータによる震源決定結果。

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図 15 中越沖で行われた地殻構造探査による速度構造測線の両側 20km 以内の地震を投影。右図
では速度構造探査の測線が黒線で示されている。

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