海底地震計が解き明かす地球の秘密

地球と海洋との相互作用

地球の表面は、約70％が海で覆われています。地球は海に多大な影響を与え、海もまた地球に影響を与えています。こうした影響を正確に観測するために使われているのが「海底地震計」です。これを地球と海洋の接点である海底に設置し、地震によって発生する地震波をキャッチ・解析することで、医療機関で使われるCTスキャン（コンピュータによる断層撮影）のように、地球の中の構造を知ることができます。地球の構造や環境について観測・研究する地球科学という分野では、近年こうした「地球と海洋との相互作用」の研究に注目が集まっています。

海底で地震波を観測

海底地震計は、深海6000mの水圧に耐えるチタン製の耐圧容器に覆われています。容器にはセンサやレコーダー、バッテリーが内蔵されており、海面から音波を使って制御します。船から投入し着底した後、1～2年間にわたって地震波を計測・記録し、船で引き揚げてデータを解析します。震源から地震波が地球内部を伝播し、地表に到達するまでの時間を測り、基準となる時間に比べて早く到達する波と遅く到達する波を解析することで、地球の構造を明らかにします。これまで地球の約半分を占める太平洋を中心に、300カ所の海底で観測が行われてきました。

ノイズをシグナルに読み換える

陸上に設置される地震計とは異なり、海底地震計が地震波以外に記録してしまう海洋の動きは、これまで「ノイズ」とされてきました。しかし、例えば海面にたつ白波は、一つひとつは小さくても、波同士が相互に作用しており、やがて長い波長をもつ長大な波になります。海底地震計によって、この波が4000～5000mの海底にも届くことや、それが地球の回転に力を及ぼし、地球と月との重力によって起こる「海洋潮汐（潮の干満）」に影響を与えることもわかってきました。従来はノイズとされてきた海洋の動きを「シグナル」として読み解くこの研究によって、今後も地球や海洋の新たな事実が明らかになっていくでしょう。

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先生情報 / 大学情報

神戸大学理学部惑星学科教授杉岡裕子先生

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惑星学、地球科学、地震学

先生が目指すSDGs

メッセージ

私は高校時代、数学がとても好きでした。例えば対称性をもつ美しい図形が生まれる背景には、何かしらの法則が存在し、その法則こそが美しさの源になると感じていました。現在取り組んでいる地球科学の分野でも、波の動きや、太陽と月と地球との相互作用にある種の調和を感じ、それを観測によって実証している部分があります。
あなたも、自分が何を美しいと思い、感動するのかについて意識を向けてほしいと思います。その意識が、やがて自分の好奇心を引き出し、より豊かな学びに導いてくれるはずです。

先生への質問

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