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1、3.3 深海底地磁気電場観測開発沖縄観測構築中塚 正宮崎光旗村上 裕小川康雄西村清和（地質調査所）Development of Deep-sea Geomagnetic and Electric Field ObservationSystem and Its Deployment at the Okinawa SiteT. Nakatsuka, T. Miyazaki, Y. Murakami, Y. Ogawa, and K. Nishimura (Geological Survey of Japan)Deep-sea geomagnetic and electric field obser
2、vation system for VENUS project was developed at the Geological Survey of Japan. The system consists of a proton precession magnetometer, 3-axis ring-core fluxgate magnetometer with 2-component tilt-meter, and 2-component horizontal electric field meter using 3 electrodes. It was designed for least
3、power consumption because the power supplied from cable system is quite limited. The equipment was manufactured step-by-step from 1995 to 1997. We had twice chances to test and confirm valid operation of equipment at a dry dock test site, before the deployment at the deep-sea real site. Although our
4、 system operated normally from the beginning of dock test, the stainless steel frame of the equipment was proven to affect magnetic measurement. Then the arrangement of sensor to attach to the frame was improved to minimize such effect.Our equipment was landed to the sea-bottom at Okinawa observatio
5、n site in the “Kaiyo” KY99-07 cruise (Sept., 1999) in use of a deep-tow camera system equipped to the vessel. Then, the deployment of electrodes, stretching the interconnecting cable toward the branching unit and the connector interconnection were operated by the ROV “Kaiko” in the “Kairei” KR99-09
6、cruise (Sept.-Oct., 1999). Soon after the connector was plugged into the junction box of branching unit, test operations at the shore station to supply power to our equipment was attempted, which resulted in quite normal responses and valid upcoming data from the sea bottom.観測装置概要地磁気電場観測装置開発地質調査所担当本
7、装置，地磁気測定部（磁力計 3 成分磁力計） ，電位差計部（3 個海中電極用水平 2 成分電場測定） ，計測制御伝送制御部（磁力計傾補正 2 成分傾斜計含） ，海底設置耐圧容器等地磁気測定部開発 1995 年度，電位差計部開発1996 年度行，制御部周辺部分耐圧容器等製作 1997 年度行装置図第 1 図，概略仕様第 1 表示海底通信取出電力，特性応限，接続予定全機器割振必要，地磁気電場観測装置供給電力全体約3W（DC24V,125mA）極低制約装置製作，前述 19951996 年度行，当初計画有人深海作業艇6500利用，観測設営行予定，1997 年度以降計画，諸般事情 6500利用，有索無人
8、作業艇（ROV） 使作業ROV 場合，作業上制約大得，海底接続作業確実性高，観測装置等装備見直観測装置若干改装 1998 年度行，観測装置一旦設置長期間安定動作期待比，電場電極本質的消耗予想，電極交換可能 ROV 装備行乾試験観測装置実海域設置作業先立，分岐装置接続観測機器一堂集，海水浸状態総合動作試験，都合 2 回実施1 回目総合動作試験，1998 年 9 月 711 日三浦市乾（第 2 図）行試験市街地隣接，人工的電磁場卓越，深海底比悪条件，我装置，取得良否判定，必第 1 表 海底地磁気電場観測装置基本仕様磁力計 測定 ： 20,00070,000 nT測定分解能 ： 0.1 nT 分解能
9、測定間隔 ： 160分， 標準5分（型直交3成分）磁力計 打消磁場範囲 ： 65,000 nT， 100 nT測定 ： 327.68 nT， 0.01 nT 分解能測定間隔 ： 160分， 標準1分電 位 差 計（3電極，2成分測定， 想定電極間隔：20）使用電極 ： 銀塩化銀（塩水封入） Kernovel製測定(DC) ： 2000 V， 60 nV 分解能AC振幅測定 ： 約94V ，3 nV 分解能 （10Hz5kHz)測定間隔 ： 1秒第 1 図 海底地磁気電場観測装置回路構成容易，次手順動作妥当性確認(1) 磁場測定関，低感度記録設定，構内操作移動対応変動，現確認，状況装置海水浸前後
10、異振舞見(2) 電場測定，電極海水浸，無限大近，受信状況，伝送時間帯少上傾向見(3) 電極海水浸時点，電場測定値跳躍見本来測定状況移行確認(4) 後，人工環境，安定電場測定値得，状況多，時間帯見，電極海水浸時点比，大幅減少確認(5) 電場，人工場原因確認，電極同一水桶浸状態（第 3 図）測定行，解消認第 2 図 乾試験試験（全景）第 3 図 乾試験置海底地磁気電場観測装置（電場観測動作確認 3 電極 1 海水桶浸）第 4 図 1999 年乾試験（3 電極束海水中浸）第 5 図 乾試験取得例2 回目総合動作試験，1999 年 7 月 1215 日，1回目同行動作確認内容 1 回目大変，前回電極少
11、電場測定値生念頭置，第 4 図示 3 電極 1 箇所束状態試験行状態，共通電極中央， （完全一直線配置目安程度， ）電場 2 成分上下対称近変化示第 5 図，7 月 14 日 24 時間分取得例示，相対的短周期変化上下対照的変化示，1012 時頃記録，他観測装置調整等動作停止，14 時過 17 時前後激変動見，動作等人為的原因，電場磁場双方変化注目，相互相関成分変動含，地磁気電位差計動作妥当性見取第 5 図，磁力計記録，測定値安定良示知，磁力計位置磁気傾度弱，設置乾，自然深海底異磁気傾度高考，念本乾試験終了後別場所動作試験行，装置磁気傾度生原因判明，磁力計取付部改良上，装置実海域設置臨海底設置
12、地磁気電場観測装置沖縄海域設置作業，海洋科学技術海洋調査船， 装備用，1999 年 9 月 12 日行設置作業先立，9 月 11 日，観測装置組付作業観測装置海底近傍切離設置必要準備作業行9 月 12 日当日，午前 8 時作業開始，切離装置動作点検電場観測用電極保護交換等準備作業行後，8 時 25 分曳航体釣下開始8 時 26 分海面着水後，8 時 32 分巻出行，午前 9時 28 分北緯 25 度 44.80 分，東経 128 度 03.72 分（設置予定地点約 500m）海底近傍達後，引続設置目標点向曳航続，午前 10 時 04分分岐装置（ROV Homer #23）約 240m 地点観測装置切離操作行，観測装置着底確認
