光ファイバー技術が火山噴火の早期警報に(Fiber-Sensing Technology Can Provide Early Warning for Volcanic Eruptions)

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2025-04-24 カリフォルニア工科大学 (Caltech)

カリフォルニア工科大学(Caltech)の地震学研究チームは、アイスランドのレイキャネス半島で、分布型音響センシング(DAS)技術を用いて火山活動をリアルタイムで監視し、噴火の30分前から数時間前に警告を発する早期警報システムを開発しました。DASは、未使用の地下光ファイバーケーブルにレーザーを照射し、振動による光の位相変化を測定することで、100kmのケーブルを数千の地震センサーに相当する観測装置に変換します。2023年11月のマグマ侵入イベントから10日以内に100kmのケーブル上にシステムを設置し、1か月後には最初の噴火を記録しました。この技術は、既存の通信インフラを活用して地震や火山活動の監視を強化し、将来的には他の地域への応用も期待されています。

<関連情報>

光ファイバー測地学によるアイスランドにおける反復性堤防貫入のミニチュアスケールダイナミクス Minute-scale dynamics of recurrent dike intrusions in Iceland with fiber-optic geodesy

Jiaxuan Li, Ettore Biondi, Elías Rafn Heimisson, Simone Puel, […], and Zhongwen Zhan
Science  Published:24 Apr 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adu0225

光ファイバー技術が火山噴火の早期警報に(Fiber-Sensing Technology Can Provide Early Warning for Volcanic Eruptions)

Abstract

Continuous geodetic measurements near volcanic systems can image magma transport dynamics, yet resolving dike intrusions with high spatiotemporal resolution remains challenging. We introduce fiber-optic geodesy, leveraging low-frequency distributed acoustic sensing (LFDAS) recordings along a telecommunication fiber-optic cable, to track dike intrusions near Grindavík, Iceland, on a minute timescale. LFDAS reveals distinct strain responses from nine intrusive events, six resulting in fissure eruptions. Geodetic inversion of LFDAS strain reveals detailed magmatic intrusions, with inferred dike volume rate peaking systematically 15 to 22 min before the onset of each eruption. Our results demonstrate DAS’s potential for a dense strainmeter array, enabling high-resolution, nearly real-time imaging of subsurface quasi-static deformations. In active volcanic regions, LFDAS recordings can offer critical insights into magmatic evolution, eruption forecasting, and hazard assessment.

1702地球物理及び地球化学
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