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光ファイバを利用して地震を検知する新方法を開発

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July, 9, 2018, Helmholtz--光ファイバケーブルは、地震やほかの地盤運動の検出に使える。データケーブルは、ハンマーの衝撃、通過する車、海の波動からの地震波信号を拾うこともできる。これは、Nature Communicationsに発表されたドイツ、UKの研究チームによる研究成果。
 研究チームは、光ファイバにレーザパルスを送った。ケーブルは1994年に敷設された15km長ケーブルの一部、南西アイスランドの通信ネットワーク。ケーブルは、ユーラシアとアメリカ構造プレート間のよく知られた地殻断層帶を横断している。光信号は、分析され、密集地震計網からのデータセットと比較された。その結果について専門家、ドイツ地球科学研究センター(GFZ German Research Centre for Geosciences)のPhilippe Joussetは、「この計測は、前例のない分解能で地下の構造的特徴を解明し、4メートルごとのデータポイントに相当する信号を生成した。これは世界のどんな地震計網よりも密度が高い」とコメントしている。2016年以来、複数の会議で暫定的なアイデアを発表してから同氏は、この新方法は「地震学にとって画期的である」と評価された。その方法は、ほかのアプリケーションでは新しいものではないが、研究チームは世界で初めて、地震学目的で地表面に沿ってそのような計測を長尺ケーブルで行った。
 現在の研究は、よく知られた断層や火山岩脈を示すだけではない。研究チームは、これまでに知られていなかった断層を地表下に発見した。さらに、数分周期で起こる地下の歪みも計測した。小さな局所地震、遠くの地震を起源とする波、海底の脈動も光ファイバケーブルにより記録された。
 新方法の利点は、計り知れない。地球には通信ネットワークの無数のケーブルが敷設されているからである。特に地震の危険度が高い、サンフランシスコ、メキシコシティ、東京、イスタンブールなど、巨大都市の下には、そのようなケーブルが既存の地震計測機器にコスト効果の優れた、幅広い追加となる。
 今後の研究では、深海ケーブルも地震計測が可能かどうかを調査する計画である。研究チームは、海底のケーブルも海底地震、構造プレートの地動、水圧の変動などを検出すると考えている。したがって、この新方法は、地震学者だけでなく海洋学者にも有用である。