光ファイバーケーブルを用いた高密度観測による構造推定：活断層から微小亀裂まで

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光ファイバーケーブルを用いたDAS（Distributed Acoustic Sensing）により，微細な不均質構造を明らかにするために観測・解析を進めた．2022年3月末から約1ヶ月間、国道4号沿いに国土交通省が敷設した光ファイバーケーブルを借用し、DAS観測を行った．全長50km，測定間隔5m，合計約10,000チャンネルという超高密度データである．同時に２つの光ファイバーケーブルで計測可能な装置であったため，国道47号に沿った光ファイバーケーブルでも計測を行った．DAS観測と並行し，ケーブル沿いのある場所に設置したビデオカメラで，通過する車両の様子を記録した．通過した車両のホイールベースや重量を用いて計算した歪の理論波形とDASで観測された波形を比較し，その場所での地面の剛性率を推定することに成功した．この手法を用いれば，道路沿いの光ファイバーケーブルを用いてDAS観測を行い，車の振動を利用することで，道路に沿った地中浅部の空間変化を高解像度でイメージングできると期待される．観測波形解析と並行し，DASで計測される歪という物理量に対する理論的研究も進めた．２点観測点間の相互相関関数から，その間を伝播するグリーン関数を抽出する地震波干渉法に関して，歪の場合における相互相関とグリーン関数の関係を数理的に示した．また，多重前方散乱近似に基づき，歪エンベロープの形状を理論的に示した．これをDAS観測記録に適用し，ケーブルに沿った地下の微細不均質構造が推定することが可能であると考えている．