海底地殻変動観測(2010 年)
Seafloor Geodetic Observation in 2010
Summary – We have been carrying out seafloor geodetic observations for monitoring crustal

deformation around offshore plate boundary regions, using the GPS/Acoustic combination
technique. This paper reports the summary and the observation results in 2010.
Key words: Seafloor Geodetic Observation – crustal deformation
1．はじめに海上保安庁海洋情報部では，キネマティックGPS(KGPS)と音響測距の組み合わせ方式による海底地殻変動観測の技術開発及び海底基準点の展開(図1)を行っている．本稿では，2010年までの観測結果について報告する．

2．観測の概要及び解析手法
当部の実施している海底地殻変動観測の概念図を図2に示す．観測には測量船を使用し，KGPS及び音響測距を組み合わせることにより，海底に設置した海底基準点の位置を決定する． 2008年末に、測量船「明洋」にKGPSアンテナをマスト，音響トランスデューサを船底に取り付けた（川井・他,2009）．これにより、航走しながらの観測が可能となり、従来と比較してより短時間で高精度に観測できるようになった（佐藤・他, 2009）．また，2010年12月に同様の装置を測量船「拓洋」に搭載した（氏原・成田，2012）．
データ解析は，船の位置を決定するKGPS解析，船に設置した音響トランスデューサと海底局間の音波走時を求める音響解析，そして，これら2つの結果を結合して海底に設置した3～4台の海底局の位置を求める
局位置解析から成る．最終的には，局位置解析から得られる複数の海底局の重心位置(平均位置)を海底基準点の位置とする．ここで，KGPS解析には，ソフトウェア「IT」(Colombo, 1998)，音響測距解析にはソフトウェア「sas」(冨山,2003)，および局位置解析にはソフトウェア「SGOBS」(藤田・他, 2004)を使用した．

3．観測結果各観測点の2010年における観測実績は表1のとおりである．
観測データが蓄積された海底基準点について、線形回帰により求めたユーラシアプレート安定域に対する速度ベクトルを図3に、ユーラシアプレート安定域に対する水平位置の時系列を図4に示す．ただし、2004
年9月5日の紀伊半島南東沖地震(M7.4, M6.9)により、下里水路観測所本土基準点が西へ0.9cm、南へ1.5cm移動していることが確認されていることから、図4は、同地震以前の解析結果について、この変動分を補正している．また、日本海溝沿いの海底基準点である、「宮城沖１」・「宮城沖２」及び「福島沖」においては、高さ固定手法（石川・藤田、2005）にて解析を実施している。
なお、各海底基準点の位置は、当庁の本土基準点である下里（SLR観測局）を基準として決定され、その位置を下里のユーラシアプレート安定域に対する速度(291°, 3.2cm/年)(Sengoku, 1998）で補正し、ユーラシアプレートに対する速度として示している。
日本海溝沿いの宮城沖では、約5～6cm/年の速度で西北西に移動しており、福島沖では約2cm/年の速度でほぼ西向きに移動しているという結果が得られている。一方、南海トラフ沿いでは約2～6cm/年の速度で西～北西の方向に移動しているという結果が得られた。

1参考文献Colombo, O. L：Long-Distance Kinematic GPS, in “GPS for Geodesy 2nd Edition”,
Springer, 537-568,(1998).
藤田雅之，佐藤まりこ，矢吹哲一郎：海底地殻変動観測における局位置解析ソフトウェアの開発，海洋情報部技報, 22, 42-49,(2004).
石川直史, 藤田雅之：海底地殻変動観測における局位置解析手法と精度の向上について, 海洋情報部研究報
告, 41, 27-34,(2005).
川井仁一，浅倉宜矢，松本良浩, 測量船「明洋」への海底地殻変動観測用送受波器の船底装備について，海洋情報部技報，27，50-55, (2009).
佐藤まりこ，浅倉宜矢，齋藤宏彰：船底トランスデューサによる航走海底地殻変動観測の評価（速報）,海洋情報部技報, 27, 56-65, (2009)Sengoku, A.: A plate motion study using Ajisai SLR data, Earth Planets Space, 50, 611-627,(1998).
冨山新一：海底地殻変動観測における音響解析，海洋情報部技報, 21, 67-72,(2003).
氏原直人，成田誉孝：測量船「拓洋」への海底地殻変動観測装置設置について（速報），海洋情報部研究報
告, 48, in press, (2012).

■「宮城沖 2」海底基準点は、文部科学省のプロジェクト「宮城県沖地震に関するパイロット的な重点的調査観測」(平成 14～16 年度)の一環として設置したものである。
■解析に用いた KGPS 陸上基準点の一部は、国土地理院の電子基準点であり、1 秒データを提海底局供していただいている。また、この観測は、東京大学生産技術研究所との技術協力のもとに実施している。
■図 4 のプロットについて

海底局
海底局・図は、海底基準点の位置（複数個の海底局の平均位置）を基準エポックからの差として示している。
・エラーバーは、個々の海底局の基準エポックからのばらつきの RMS を図示したもので、海底局間の相対位置関係の安定性を示す指標である。
・各海底基準点の位置は、当庁の本土基準点である下里（SLR 観測局）を基準として決定され、

海底局

海底基準点
(平均位置)：基準エポック：当該エポック

その位置を下里のユーラシアプレート安定域に対する速度（291°，3.2cm/年；Sengoku(1998)；SLR グローバル解析による）で補正し、ユーラシアプレート安定域に対する速度として示している（付録参照）。

2

表１

観測年月

2010/1

2010/2
2010/3

2010/7

2010/8

各海底基準点における2010年の観測実績

観測点

ショット数

熊野灘

観測年月

観測点

ショット数

9786

釜石沖２5414

室戸岬沖

5240

釜石沖１5887

潮岬沖１5324

宮城沖２5266

潮岬沖２5841

宮城沖１10920

東海沖２5824

福島沖

11169

相模湾

5595

房総沖２4698

釜石沖２7875

房総沖１5453宮城沖２5277

相模湾

5224

宮城沖１
常磐沖

5641
5595

東海沖１
東海沖２

4800
5056

釜石沖２

10899

室戸岬沖

5042

釜石沖１

6016

三宅島A

927

宮城沖２

5504

三宅島B

968

宮城沖１

5327

三宅島C

884

福島沖

5384

房総沖１

255

常磐沖

5300

相模湾（拓洋）

2769

相模湾

4710

東海沖１
東海沖２
熊野灘
潮岬沖１
潮岬沖２

4948
4980
10109
5072
4900

室戸岬沖

4984

2010/112010/12

3

45˚

40˚
釜石沖２

宮城沖２

釜石沖１

宮城沖１
福島沖
相模湾

35˚

常磐沖

下里
（ 本土基準点）

房総沖２
房総沖１

三宅島A,B,C
東海沖１

室戸岬沖

東海沖２
潮岬沖２
熊野灘
潮岬沖１

30˚

km
0500

25˚
130˚

135˚

図１

140˚

海底基準点配置図

図２ 海底地殻変動観測の概念図

4145˚

宮城沖２
5.4 cm/year

宮城沖１
5.6 cm/year

福島沖
1.7 cm/year

相模湾
3.7 cm/year

潮岬沖１
3.0 cm/year

東海沖１
3.8 cm/year

潮岬沖２
3.8 cm/year
室戸岬沖
2.6 cm/year

東海沖２
6.1 cm/year

熊野灘
0.8 cm/year

図３ ユーラシア安定域に対する海底基準点の速度ベクトル

5

(1) 宮城沖２

2005/8/16(M 7.2)

航走観測開始2005/8/16(M 7.2)

航走観測開始航走観測開始2003/10/31 2005/8/16(M 6.8)(M 7.2)

航走観測開始(2) 宮城沖１

2003/10/31(M 6.8)

2005/8/16(M 7.2)(3) 福島沖

2008/7/19(M 6.9)航走観測開始2008/7/19(M 6.9)

航走観測開始● 漂流観測○ 航走観測( ) 参考値（データ数が少ない）

図４

ユーラシアプレート安定域に対する各海底基準点の位置変化

6(4) 相模湾

航走観測開始航走観測開始(5) 東海沖１紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始(6) 東海沖２● 漂流観測○ 航走観測( ) 参考値（データ数が少ない）

図４

ユーラシアプレート安定域に対する各海底基準点の位置変化（つづき）

7

(7) 熊野灘

紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)航走観測開始

紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始紀伊半島南東沖地震
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

航走観測開始(8) 潮岬沖１(9) 潮岬沖２(10) 室戸岬沖

紀伊半島南東沖地震 航走観測開始
2004/9/5(M 7.4, M6.9)

紀伊半島南東沖地震 航走観測開始
2004/9/5(M 7.4, M6.9)● 漂流観測○ 航走観測( ) 参考値（データ数が少ない）

図４

ユーラシアプレート安定域に対する各海底基準点の位置変化（つづき）
8