Vol．２６，２００８

海洋情報部技報

海底地殻変動観測で捉えられた「相模湾」海底基準点の移動速度
齋藤宏彰：航法測地室
佐藤まりこ：航法測地室
松本良浩：海洋研究室

The crustal movement velocity at the seafloor reference point ‘Sagami Bay’detected by seafloor geodetic observation
Hiroaki SAITO : Geodesy and Geophysics Office
Mariko SATO : Geodesy and Geophysics Office
Yoshihiro MATSUMOTO : Ocean Research Laboratory

海底基準局は，対角線の長さが水深と同程度（約１ はじめに１３４０m）の正方形型に東西南北に配置されている．

海上保安庁海洋情報部は，東京大学生産技術研究

第１図に示す本海底基準点では，２００２年８月から所と技術協力を行いつつ，GPS/音響測距結合方式

２００７年２月までに６回の観測を実施した．観測は中による海底地殻変動観測の技術開発（浅田・他，型測量船「明洋」及び「海洋」により，１日８時間２００１；矢吹，２００２）及び海底基準点の展開を行って程度，１回あたり数日間にわたり行った．各観測にいる．海底基準点は，釜石沖から四国沖にかけて海おいて取得した音響測距データ数を第１表に示す．

溝沿い陸側約１００km 間隔で十数点設置しており，

３測 量 船 に よ る 繰 り 返 し 観 測 を 実 施 し て い る（藤田，２００６）．

観測システム及びデータ解析の手法

現在採用している観測システム及び解析手法につ

本稿では，これらの海底基準点のうち，相模湾にいては畝見（２００４）及び藤田（２００６）で詳細に記述

設置した「相模湾」海底基準点における海底地殻変されているため，ここでは概要について述べる．

動観測の成果について報告する．

海底地殻変動観測における観測システムの概念図を第２図に示す．このシステムは，海底に設置した

２ 相模湾における海底地殻変動観測

４台の海底基準局と測量船の船尾に取り付けた約８相模湾では，２００２年に静岡県川奈崎の東方約１０m の支柱及びその上下に取り付けた GPS アンテナkm，水深約１３４０m の海底に４台１組の音響トランと音響トランスデューサ，支柱の方位と傾きを測定

スポンダー（以下，海底基準局）を設置し，以来，するための動揺計測装置から構成されている．本シ海底地殻変動観測を繰り返し実施している．４台のステムでは，GPS アンテナの位置座標と，支柱の動第１表 観測で取得したデータ数
Table１ Number of observed data for the seafloor reference point 'Sagami Bay'.

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第１図 「相模湾」海底基準点の位置
Fig.１ The location of the seafloor reference point 'Sagami Bay'.

第２図 観測システムの概念図
Fig.２ Schematic picture of the GPS/Acoustic seafloor geodetic observation system.

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第３図 解析の流れ
Fig.３ Flow chart of analysis.
揺計測値から音響トランスデューサの位置座標を求る手法（浅田・他，２００１；冨山，２００３）を，局位置め，さらに音響トランスデューサと海底基準局の間解析では，藤田・他（２００４）によるソフトウェアの音波走時から両者の相対位置関係を求めること「SGOBS」を使用している．

で，海底基準局の位置座標を決定する．そして，こ４のようにして得られた各々の海底基準局の平均位置解析結果及び考察

第４図に，２００３年１月〜２００７年２月の間に実施しを，海底基準点の位置とする．
データ解析は，GPS アンテナの位置座標を決定すた５回の観測による「相模湾」海底基準点の水平位るためのキネマティック GPS（KGPS）解析，音響ト置の時系列をプロットし線形回帰した結果を示す．

ランスデューサと海底基準局間の音波走時を求める

ここで，第４図に示す位置の変化は海上保安庁の音響解析，これら２つの結果を結合して各々の海底SLR 観測点である和歌山県下里に対する相対的な変基準局の位置を求める局位置解析からなる（第３化を表し，エラーバーは各海底基準局の基準位置か図）．KGPS 解析では，長距離基線解析のために開発らの差の標準偏差で，海底基準局間の相対位置関係されたソフトウェア「IT」（Colombo，１９９８）を使のばらつきを示す指標である．また，２００２年８月の用している．また，音響解析では相関波形処理によ観測分については，得られた音響測距のデータ数が第４図 「相模湾」海底基準点の位置変化（下里固定 ;（a）東西成分，（b）南北成分）
Fig.４ The change of the position of the seafloor reference point 'Sagami Bay'（relative to Shimosato ;（a）E-W components,（b）N-S components）.

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西：０．
８cm/年，南 北：０．
６cm/年；Matsumoto

少ないことからプロットしていない．

et第４図から，「相模湾」海底基準点は下里に対し，al., ２００８）と比較し，同程度かやや小さい値であっ北向きに１．
８cm/年の速度で動いていることがわかた．これらは，相模湾における海底基準点の位置がる．各々のプロットの直線からのばらつきの程度は他海域のそれよりも比較的精度良く決定されている

小さく，残差の RMS は東西成分で０．
９cm，南北成分ことを示している．

で１．
８cm であり，既に成果の出ている「宮城沖１」次に，線形回帰から得られた年間の位置変化率

海底基準点の RMS（東西：２．
３cm，南北：１．
９cm ;を，位置の基準点である下里のユーラシアプレート

Fujita et al.,２００６）や「東海沖１」海底基準点の RMS安定域に対する相対速度（２９１°，３．
２cm/年；Sen-（東西：２．
９cm，南北：２．
２cm ; Matsumoto et al.,goku，１９９８）で補正を行うことで，「相模湾」海底基２００８）と比較して小さい値であった．また，回帰直準点のユーラシアプレート安定域に対する移動速度

線の傾きの推定誤差は東西成分で０．
３cm/年，南北を求めた．その結果，「相模湾」海底基準点はユーラ成分では０．
６cm/年であり，「宮城沖１」海底基準シアプレート安定域に対し，北西に４．
１cm/年の速点 の 値（東 西：０．
６cm/年，南 北：０．
５cm/年；Fu-度で移動していることが算出された．第５図に，算jita et al.,２００６）や「東海沖１」海底基準点の値（東出された移動速度を地図上にベクトル表示したもの

第５図 「相模湾」海底基準点のユーラシアプレート安定域に対する移動速度
Fig.５ Crustal velocity at the seafloor reference point 'Sagami Bay' relative to the Eurasian plate.

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海洋情報部技報を示す．ここで，第５図には当庁の陸上 GPS 連続観

GPS, in GPS for Geodesy ２nd edition, edited測（淵之上・他，２００５）の２００
３年１月〜２００７年２月

by Teunissen, P. J. G. and Kleusberg, A, pp.

における結果から得られた移動速度も合わせて図示

５３７‐
５６８, Springer Verlag, Europe.
Sengoku, A （１９９８）, A plate motion study using

している．

Ajisai SLR data, Earth Planets Space, ５０, ６
１１

第５図から，「相模湾」海底基準点における移動‐６２７.

速度は真鶴，伊豆大島といった「相模湾」海底基準点付近の陸上 GPS 連続観測点における移動速度と，矢吹哲一朗（２００２），海底地殻変動観測を目指した

大きさ，方向とも調和的であることが分かる．この音響技術開発，水路部研究報告，３８，４７‐５８．

ことは，「相模湾」海底基準点と互いの位置が地理

畝見潤一郎（２００４），海底地殻変動観測の現状と諸的に近いこと，共に同じフィリピン海プレート上に問題について，海洋情報部技報，２２，３３‐４１．

あることを考慮すれば妥当な結果であると考えられ

藤田雅之・佐藤まりこ・矢吹哲一朗（２００４），海底地殻変動観測における局位置解析ソフトウェ

る．

アの開発，海洋情報部技報，２２，５０‐５６．

５ まとめ

藤田雅之（２００６），GPS/音響測距結合方式による海５年にわたる海底地殻変動観測により，相模湾に底地殻変動観測〜海上保安庁の取り組み（レおいて海底が４．
１cm/年の速さで北西に移動していビュー）〜，海洋情報部研究報告，４２，１‐１４．

ることが捉えられた．相模湾において，海底の地殻

Fujita, M., Y. Matsumoto, T. Ishikawa, M. Mochi-

変動が捉えられたのは初めてである．今回得られた

zuki, M. Sato, S. Toyama, K. Kawai, T.

成果は，「相模湾」海底基準点付近の陸上 GPS 連続

Yabuki, A. Asada and O. L. Colombo（２００６）,観測点で観測されている地殻変動と比較して，大きCombined GPS/Acoustic seafloor geodetic

さ，方向とも整合的であり，当庁の海底地殻変動観

observation system for monitoring off-shore

測の信頼度の高さを示している．今後，他の海域にactive seismic regions near Japan, Proc. ION

おいても観測を積み重ね，結果の報告を目指していGNSS‐２００６, Fort Worth, Texas,５９２‐
６０
３.
淵之上紘和，河合晃司，藤田雅之（２００５），海上保安

きたい．

庁の GPS 連続観測〜データ収録・解析シス

謝辞

テムの更新とその評価〜，海洋情報部技報，
２３，５０‐
５６．

NASA/GSFC の Colombo 博士には，KGPS 解析のソフトウェア「IT」を提供して頂いた．KGPS 陸上冨山新一（２００３），海底地殻変動観測における音響基準点の一部は，国土地理院より電子基準点１秒解析，海洋情報部技報，２１，６７‐
７２．

データを提供頂いている．海底地殻変動観測は，航Matsumoto, Y., M. Sato, M. Fujita, T. Ishikawa, H.

法測地室担当職員，測量船「明洋」及び「海洋」のSaito, M. Mochizuki, T. Yabuki and A. Asada

乗組員，並びに東京大学生産技術研究所浅田研究室（２００８）, Undersea crustal movement off theの各氏ほか多くの方々の協力の下に実施されていTokai District, central Japan, detected byる．記して感謝する．

GPS/Acoustic seafloor geodetic observation,
Report of Hydrographic and Oceanographic

参考文

Researches,４４（in submission）.

献

浅田昭・矢吹哲一朗（２００１），熊野トラフにおける長期地殻変動観測技術の高度化，地学雑誌，
１１０（４），５２９‐５４３.
Colombo, O.L. （１９９８）, Long-Distance Kinematic― 27 ―