JP2004028824A

JP2004028824A - 地殻変動モニタリング装置と地殻変動モニタリングシステム

Info

Publication number: JP2004028824A
Application number: JP2002186386A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Matsui; 松井　哲也; Mutsumi Horitsugu; 堀次　睦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】メタンハイドレートの暴噴予知技術を確立し、精度の良い暴噴予知が容易に得られるようにした地殻変動モニタリング装置及び地殻変動モニタリングシステムを提供すること。
【解決手段】海上にある監視装置１と海底に置かれたセンシング部２を光ファイバ３で繋ぎ、レーザ光源１１から励起光伝送用光ファイバ３ａを介して集光レンズ４にレーザ光を送り、点Ｘにレーザ光を集光させ、この点Ｘで発生したラマン散乱光を集光レンズ５で集光し、散乱光伝送用光ファイバ３ｂを介して監視装置１の分光器１２に送り、光検出器１３とコンピュータ１４でスペクトル分析し、点Ｘでのメタンの存在と量を測定し、地殻変動に伴うメタンハイドレートの暴噴が予知できるようにしたもの。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海底の地殻変動を予知するシステムに係り、特にメタンハイドレートの探査と採鉱に伴う地殻変動を監視する装置とシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
将来のエネルギー資源として有望なメタンハイドレートは、日本近海の海底に多くの資源があると言われており、資源小国の日本にとって極めて有効なエネルギー資源と考えられており、このため、現在、このメタンハイドレートの探査と採鉱について種々開発が進められているが、このときの課題の一つに、メタンハイドレートの暴噴予知がある。
【０００３】
ここで、この暴噴とは、地殻変動（地層変動ともいう）に伴ってメタンハイドレートが爆発的に噴出することで、下記の参考文献にも説明されているように、この暴噴があると、探査や採鉱に際して安全上に問題があると言われており、従って、従来から、この暴噴を予知する技術が重要視されている。
【０００４】
参考文献
エネルギー総合工学研究所　発行
「新エネルギーの展望　非在来型天然ガス（メタンハイドレート編）」
１９９８年３月、第２２頁〜第２３頁
【０００５】
ここで、一般的な探査や採鉱の際の振動や温度の測定に関しては、既に確立された技術が多くあり、例えば振動に関しては、物理探査ガイドブック（１９９８年物理探査学会）の第４０頁〜第４２頁に記載されているように、ハイドロフォンと呼ばれるセンサが利用されている。
【０００６】
また、温度計測に関しては、同じく物理探査ガイドブック（１９９８年物理探査学会発行、１９９８年）の第５８８頁〜第５８９頁に記載があるように、最近では光ファイバ型温度測定システムが用いられている。
【０００７】
一方、探査や採鉱の分野ではないが、トンネルやコンクリート構造物の歪み・変位の計測には、光ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）を用いた遠隔モニタリング手法が用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、海底でのメタンハイドレートの暴噴を予知する技術は、上記従来技術も含めて、いまだ確立されていない。従って、上記従来技術では、海底でのメタンハイドレートの暴噴予知に問題があった。
【０００９】
まず、ハイドロフォンによる従来技術は、メタンハイドレードの探査と採掘に必要な水深約１０００ｍの深海では水圧に耐えられず、使用することができないという問題がある。
【００１０】
一方、光ファイバ型温度測定システムによる従来の温度計測や、光ファイバブラッググレーティングによる従来の歪み・変位計測では、メタンハイドレートの暴噴予知に必要な情報量が得られず、充分な予知精度が得られないという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、これらの課題を解決し、メタンハイドレートの暴噴予知技術を確立し、精度の良い暴噴予知が容易に得られるようにした地殻変動モニタリング装置及び地殻変動モニタリングシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
ここで、まず、本発明は、メタンハイドレートが存在する地層で地殻に変動が生じた場合、その予兆として、メタンハイドレートから高い確度でメタンが海底に漏洩する点に着目してなされたものである。
【００１３】
そして、このときのメタンの検出にラマン効果を利用し、海底で直接検出を行い、遠隔モニタリングにより地殻変動を予知し、メタンハイドレートの暴噴予知が高精度で容易に得られるようにしたものである。
【００１４】
従って、上記目的は、光ファイバで監視部に接続されたセンシング部を用い、海底近傍の海中に存在するメタンの濃度をラマン散乱光により計測し、海底の地殻変動に伴うメタンハイドレートの暴噴を、前記計測したメタンの濃度に基づいて予知することにより達成される。
【００１５】
このとき、前記メタンの計測に使用するラマン散乱光の振動波数が２９１７ｃｍ^−１　乃至３０１９ｃｍ^−１　になるようにしても良い。
【００１６】
同じく、このとき、前記メタンによるラマン散乱光の強度の計測結果を、同時に計測されるレイリー散乱光の強度又は水のラマン散乱光の強度の何れか一方を基準にして補正し、この補正された結果が前記メタンの濃度の計測値として与えられるようにしても良い。
【００１７】
また、上記目的は、メタンのラマン散乱光の励起に必要なレーザ光を発生し、励起光伝送用光ファイバに入射するレーザ光源と、前記励起光伝送用光ファイバを介して伝送されたレーザ光を集光して海中に照射する励起光用集光レンズと、レーザ光の照射による散乱光を集光して散乱光伝送用光ファイバに入射させる散乱光用集光レンズと、前記励起光用集光レンズにより集光された励起光を海中に透過させる励起光透過窓と、前記散乱光を海中から前記散乱光用集光レンズに透過させる散乱光透過窓と、前記散乱光伝送用光ファイバを介して伝送された散乱光を分光する分光器と、前記分光器により分光された光を波長毎に検出する光検出器と、前記光検出器による検出検出をスペクトル分析するコンピュータとを備え、前記レーザ光源と前記分光器、前記光検出器、それに前記コンピュータは前記監視部に設けられ、前記励起光用集光レンズと前記散乱光用集光レンズ、前記励起光透過窓、それに前記散乱光透過窓は前記センシング部に設けられ、前記励起光伝送用光ファイバと前記散乱光伝送用光ファイバは、前記監視部と前記センシング部の間に設けられているようにしても達成される。
【００１８】
このとき、前記励起光透過窓と前記散乱光透過窓は、前記センシング部の海底面側に設けられているようにしても良い。
【００１９】
同じく、このとき、前記センシング部の海底面側と海底面の間に海水が流動する空間部が設けられているようにしても良く、前記空間部が、当該空間部内のガスを逃がす通路を備えているようにしても良い。
【００２０】
次に、上記目的は、前記監視部をメタンハイドレート採鉱用の抗井に設置し、前記センシング部を少なくとも２基、前記抗井の周辺に配置することによっても達成され、更には、センサ部材となる光ファイバが前記抗井の周辺に敷設された光ファイバ温度計測システムと光ファイバ型変位・振動計測システムの少なくとも一方の計測システムを用い、該計測システムによる計測結果を前記メタンの濃度の計測結果に複合して地殻変動が判定されるようにしても達成される。
【００２１】
このとき、前記センシング部は、メタンハイドレート探査用の船舶によって曳航されるフィッシュ型センサ部に設けられているようにしても良く、前記監視部が、海面に浮遊させたブイに設置されているようにしても良い。
【００２２】
更に、このとき、前記ブイが無線伝送装置を備え、測定結果か無線で伝送されるようにしても良く、前記ブイに、当該ブイに内蔵された機器に電力を供給するバッテリと、このバッテリに電力を供給する太陽光発電素子が設けられていても良い。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による地殻変動モニタリング装置と地殻変動モニタリングシステムについて、図示の実施の形態により詳細に説明すると、まず図１は、本発明の一実施形態で、この地殻変動モニタリング装置では、図示のように、監視装置１と、センシング部２に分けて構成してある。
【００２４】
そして、監視装置１は、例えば支援用の船舶など、人が常に操作できる環境に設置され、他方、センシング部２は海底に設置され、これらの間は光ファイバ２で接続されている。
【００２５】
ここで、監視装置１には、図示のように、レーザ光源１１と分光器１２、光検出器１３、それにコンピュータ１４が設けられている。
【００２６】
そして、まずレーザ光源１１は、ラマン散乱分光のための光源となるもので、このレーザ光源１１から放射されたレーザ光が、光ファイバ３ａを介してセンシング部１に供給される。
【００２７】
このため、レーザ光源１１には、波長幅（ライン幅）の狭いレーザが用いられるが、このとき後述するように、更に可視光の中でも長波長側の赤い光を出すレーザが望ましい。
【００２８】
勿論、ラマン散乱分光の感度が充分に得られるように、強度が大きい連続発振型のレーザが望ましく、従って高出力が得られるＨｅ−Ｎｅレーザや、第２高調波によるＹＡＧレーザ、或いは高出力半導体レーザなどが好適である。
【００２９】
次に、分光器１２は、センシング部２で検出され、光ファイバ３ｂを介して取り込まれた光を分光する働きをするものであるが、このときラマン散乱分光が効率良く検出できるように、波長分解能の高いものが望ましい。
【００３０】
また、光検出器１３は、分光器１２で分光された光を波長毎に検出して電気信号に変換するもので、複数個の光電子増倍管を用いてもよいが、測定時間を短縮するためには、ラインセンサなどとしてしられている多チャンネル型の光検出器が適している。
【００３１】
そして、光検出器１３から検出された信号はコンピュータ１４に取り込まれ、ここで各波長毎の強度が分析され、後述するように、分析結果がスペクトル表示され、且つ、記録される。
【００３２】
次に、センシング部２について、図３により説明する。ここで、この図３（ａ）はセンシング部２の側断面図で、同図（ｂ）は底面図であり、これらの図から明らかなように、センシング部２は、全体がほぼ矩形をした容器として作られ、その中に励起光Ｌａ収束用の集光レンズ４と散乱光Ｌｂ収束用の集光レンズ５が設けられている。
【００３３】
そして、このセンシング部２の底部には、側面（図の手前にある面）からみた形状が逆Ｖ字形になった窪み部２Ａが形成してあり、その逆Ｖ字形になって向き合っている壁部２Ｂ、２Ｃに透明ガラスなどによる励起光用透過窓６と散乱光用透過窓７が設けてある。
【００３４】
これにより、まず、集光レンズ４は、光ファイバ３ａを介して供給された励起光Ｌａを収束し、励起光用透過窓６を通過させ、水平に対して約４５°の下向きの角度で外部に照射し、励起光Ｌａの焦点を点Ｘに結ばせる働きをする。
【００３５】
一方、集光レンズ５は、その光軸が、集光レンズ４の光軸に対して約９０°の角度になるようにして配置され、点Ｘで散乱された光を収束して効率良く取り込み、光ファイバ３ｂに散乱光Ｌｂとして送りこむ働きをする。
【００３６】
そこで、このセンシング部２では、励起光用透過窓６と散乱光用透過窓７がセンシング部２の下部に斜め下向きに取付けられ、この状態で励起光Ｌａを海中に照射し、海中からの散乱光Ｌｂを観測することになり、従って、海中から海底に沈降してゆく浮遊物の堆積による透過窓６、７の汚れを容易に抑えることができる。
【００３７】
また、このセンシング部２は、深さが数１００ｍから数１０００ｍもある海中に沈められるので、数１０気圧から数１００気圧の高い水圧に耐える強度と、耐水性が要求され、このため、ステンレス鋼やチタンなど、極めて強度の高い金属で作成する必要があり、且つ、励起光用透過窓６と散乱光用透過窓７にも充分な強度の窓材が必要になる。
【００３８】
また、センシング部２の底部には、所定の本数、例えば４本の支持脚８が設けてあり、海中に沈められたとき、センシング部２が海底から所定の高さの位置に保持されるようにしてあり、これにより、センシング部２の透過窓６、７と海底面Ｂの間に海水が流動する空間を形成させ、測定すべき海水が容易に流れ込めるようにしてある。
【００３９】
更に、このセンシング部２には、その窪み部２Ａの頂点からセンシング部２の上面に通じた管路９が設けてあり、これにより、海底Ｂから発生した気泡を逃がし、センシング部２の底面に余分な気泡が停留しないようにしている。
【００４０】
次に、励起光伝送用光ファイバ３ａと散乱光伝送用光ファイバ３ｂは、伝送損失が少なく、数１００ｍから数１０００ｍの長い距離にわたって光が伝送できるように、ガラス製の光ファイバを用いる。
【００４１】
なお、図１と図２では、光ファイバ３だけが記載されているが、上記したように、このセンシング部２は、海中を数１００ｍから数１０００ｍの距離にわたって引き回されるので、強度を持たせるため光ファイバ３に金属製のカバーを被覆したり、強度補強用の金属製ワイヤを添わせたりするのが通例である。
【００４２】
次に、この実施形態による地殻変動のモニタリング動作について説明すると、この実施形態の場合、まず、始めに、センシング部２を所定の海域に運び、そこで海中に沈降させ、海底に載置させることになる。
【００４３】
そして、この後、監視装置１０のレーザ光源１１を動作させ、光ファイバ３ａを介して励起光Ｌａがセンシング部２に供給されるようにし、これと並行して、コンピュータ１４によりの信号の取り込みを開始させるのである。
【００４４】
このとき、センシング部２では、図２の点Ｘに励起光Ｌａが収束される。そして、この結果、点Ｘでラマン効果による散乱が現われたとすると、集光レンズ５により散乱光Ｌｂが取り込まれ、この散乱光Ｌｂが光ファイバ３ｂを介して分光器１２に入射される。
【００４５】
そうすると、この分光器１２では、その分解能で定まる波長毎に散乱光Ｌｂが分離され、夫々の波長の光が光検出器１３の各チャネルに入射され、この結果、各波長の強度に応じた信号が光検出器１３の各チャネルから発生される。
【００４６】
そこで、この光検出器１３の各チャネルの出力を縦軸に強度をとって横軸に並べることにより、図３に示すスペクトル図が得られ、これが例えばコンピュータ１４のモニタに表示される。ここで、この図３の縦軸における（−）は、強度が相対値であることを表わす。
【００４７】
そして、この実施形態では、この図３のスペクトルからメタンの存在と、その量をモニタリングし、地殻変動発生の予兆からメタンハイドレートの暴噴を予知するのである。
【００４８】
次に、この図３の散乱光強度スペクトルを用いたメタン濃度の算出方法について説明する。始めにメタン（ＣＨ_４）、水（Ｈ_２Ｏ）、それに石英（ＳｉＯ_２）のラマン振動波数を表１に示す。
【００４９】
【表１】

ここで、このラマン振動波数は、分子構造によって決まる既知の値で、実際に観測されるラマン散乱光の波長λ_Ｒ　（ｎｍ）は、励起波長λ_ｉ　（ｎｍ）とラマン振動波数ｎ_Ｒ　（ｃｍ^−１）により、次の（１）式で求められる。
【００５０】
λ_Ｒ　＝１０^７／｛（１０^７／λ_ｉ）−ｎ_Ｒ｝…………（１）
上記表１には、励起波長を６３２ｎｍとしたときの夫々のラマン散乱波長が示されており、ここで、夫々のラマン散乱光強度は、各々のラマン振動の強度と、励起光強度、それに、各分子の濃度に比例する。
【００５１】
このときのラマン振動の強度は各分子に固有の値で、しかも励起光強度が一定のときのラマン散乱光強度は、当該分子の濃度のみに比例する。従って、ラマン散乱光強度の測定により、その分子の存在だけではなく、その濃度も求めることができる。
【００５２】
ここで、メタンを含む海水中で検出されるラマン散乱光には、まず、海水によるレイリー散乱光（励起光の波長と同じ波長の光）と海水によるラマン散乱光が存在し、且つ光ファイバ３による石英（ＳｉＯ_２）のラマン散乱光も存在する。
【００５３】
従って、これらの散乱光のピークが、検出対象であるメタンの散乱光のピークと重なると、微弱なメタン濃度は測定できなくなる虞れがあるが、メタンのラマン散乱光のうち、振動波数２９１７ｃｍ^−１　と振動波数３０１９ｃｍ^−１　によるラマン光波長７７５ｎｍと７８１ｎｍは、図３の散乱光強度スペクトルから明らかなように、妨害となる水や石英のラマン光波長のピークから大きく離れているので、微弱な濃度でも容易に精度良く測定することができる。
【００５４】
そして、このメタンの測定結果から、例えばメタンの量が急激に変化したり、異常に多くなったとき、地殻変動が予兆され、メタンハイドレートの暴噴が予知されたものとするのである。
【００５５】
従って、この実施形態によれば、メタンハイドレートが存在する地層で地殻に変動が生じた場合にメタンが海底に漏洩する確度の高さから、地殻変動の予兆が高精度で確実に得られ、信頼性良くメタンハイドレートの暴噴を予知することができる。
【００５６】
そして、この結果、この実施形態によれば、メタンハイドレートの暴噴予知を技術として明確に確立させることができる。
【００５７】
このとき、この実施形態によるセンシング部２は、海中にあるため、長期間メンテナンスできない場合が多く、どうしても透過窓６、７に汚れや曇りが生じるのが避けられない。
【００５８】
この場合、観測される散乱光強度に減衰が現われてしまうが、この場合でも、本来のには変化がない筈であり、従って、これらレイリー散乱光強度や水のラマン散乱光強度を基準にして、検出されたタンのラマン散乱光の強度を補正することにより、常に正確にメタン濃度を測定することができる。
【００５９】
次に、本発明による地殻変動モニタリングシステムについて、図示の実施の形態により詳細に説明する。ここで、以下に説明する実施形態は、図４に示すように、メタンハイドレート採鉱用の抗井３０に本発明を適用した場合の一実施形態で、このとき、図１〜図３で説明した地殻変動モニタリング装置の一実施形態が用いられている。
【００６０】
このメタンハイドレートを採鉱する抗井３０は、通常、この図４に示されているように、浮遊式のプラットフォームに櫓を備えたメタンハイドレート生産装置３１が用いられ、ドリルパイプ３２とライザーパイプ３３を用いて、数１００ｍから、ときには数ｋｍにも及ぶ海底からメタンハイドレートを汲み上げるようになっている。
【００６１】
ここで、地殻変動モニタリング装置の制御装置１（図示してない）は、抗井３０のプラットフォームの制御室（図示してない）に設け、センシング部２は、抗井３０の周辺の海底に複数台、例えば図示のように、３台配置する。そして、制御装置１と各センシング部２は光ファイバ３で接続されている。
【００６２】
従って、この実施形態によれば、抗井３０の周辺に数ｋｍの広域に渡る地殻変動が観測できるモニタリングシステムを構築することができる。
【００６３】
更に、この図４の実施形態では、光ファイバ２０を海底面の抗井３０の周辺に配置し、これにより、地殻変動モニタリング装置による計測と並行して、光ファイバ温度計測システムによる温度分布の計測と、光ファイバ型変位・振動計測システムによる振動分布計測を行なうようになっている。
【００６４】
このとき、これらの計測では、光ファイバ自体がセンサになるので、光ファイバ２０を配置しただけで温度分布と振動分布の双方が計測できる。
【００６５】
そして、いま、ある時点で海底面に地殻変動が現われ、それにより亀裂Ｃが生じてメタンガスを含む気泡Ｂが発生したとすると、図５に示すように、地殻変動モニタリング装置によるメタン濃度の変化と共に、振動と温度の変化が時系列的に観測される。
【００６６】
従って、この図４の実施形態によれば、メタン濃度の変化に加えて、このとき海底面に、ほぼ同時に現われる振動と温度の変化からも地殻変動が予兆されることになり、より高精度に地殻変動が判定でき、更に信頼性良くメタンハイドレートの暴噴が予知できる。
【００６７】
次に、本発明による地殻変動予知システムを、メタンハイドレート探査に適用した場合の実施形態について、図６により説明する。
【００６８】
この図６には、まず、探査船３５からロープ３６で曳航されるフィッシュ型センサ３７を用い、その中に地殻変動モニタリング装置のセンシング部２を設けることにより、探査が必要な海域のメタン濃度を測定し、地殻変動が観測できるようにしたモニタリングシステムの一実施形態が示されている。このとき、図示されていないが、監視装置１は探査船３５に積込まれている。
【００６９】
そして、このフィッシュ型センサ３７で測定した結果をＧＰＳなどから得た位置情報と共に記録し、以前の結果と比較することにより、メタンの存在の有無を把握し、地殻変動を予知することができる。
【００７０】
また、この図６では、海面に浮遊させたブイ３８を用い、その中に地殻変動モニタリング装置の監視装置１を格納し、光ファイバ３で海底の近傍に設置したセンシング部２に接続させることにより、観測したい海底の地殻変動が定点観測できるようにしたモニタリングシステムの一実施形態も示されている。
【００７１】
この実施形態の場合、ブイ３８で測定した信号は無線で送信され、例えば探査船３５や浮遊式メタンハイドレート生産装置３０（図４）において集中監視できるようにする。
【００７２】
このとき、レーザ光源１１に省電力形の半導体レーザを用いることにより、ブイ３８に搭載されているセンサ類の駆動に必要な電力を内蔵したバッテリだけでまかなえるようにすることができる。
【００７３】
また、この場合、太陽光発電素子をブイ３８の表面に設け、内蔵バッテリを充電してやれば、バッテリを交換することなく、メンテナンスフリーで長期間の計測を行なうことができる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、これまで実現できなかったメタンハイドレートの暴噴予知技術が確立され、メタンハイドレートの暴噴が精度良く予知できるので、メタンハイドレートの探査や採鉱に際して、高い安全性を容易に保つことができる。
【００７５】
また、本発明によれば、センシング部から離れたところで遠隔操作によりメタン検出ができるので、この点でも高い安全性が保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による地殻変動モニタリング装置の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるセンシング部の詳細を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態による散乱光強度のスペクトル図である。
【図４】本発明による地殻変動モニタリングシステムの一実施形態を示す全体構成図である。
【図５】本発明の一実施形態による検知信号の一例を示す説明図である。
【図６】本発明による地殻変動モニタリングシステムの他の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１　監視装置
２　センシング部
３　光ファイバ
３ａ　励起光伝送用光ファイバ
３ｂ　散乱光伝送用光ファイバ
４　励起光用集光レンズ
５　散乱光用集光レンズ
６　励起光用透過窓
７　散乱光用透過窓
８　支持脚
９　管路
１１　レーザ光源
１２　分光器
１３　光検出器
１４　コンピュータ
２０　光ファイバ（温度計測システム用と変位・振動計測システム用）
３０　メタンハイドレート採鉱用の抗井
３１　浮遊式メタンハイドレート生産装置
３２　ドリルパイプ
３３　ライザーパイプ
３５　探査船
３６　フィッシュ型センサ
３８　ブイ

Claims

光ファイバで監視部に接続されたセンシング部を用い、
海底近傍の海中に存在するメタンの濃度をラマン散乱光により計測し、
海底の地殻変動に伴うメタンハイドレートの暴噴を、前記計測したメタンの濃度に基づいて予知することを特徴とする地殻変動モニタリング装置。
請求項１に記載の地殻変動モニタリング装置において、
前記メタンの計測に使用するラマン散乱光の振動波数が２９１７ｃｍ^−１　乃至３０１９ｃｍ^−１　であることを特徴とする地殻変動モニタリング装置。
請求項１又は請求項２に記載の地殻変動モニタリング装置において、
前記メタンによるラマン散乱光の強度の計測結果を、同時に計測されるレイリー散乱光の強度又は水のラマン散乱光の強度の何れか一方を基準にして補正し、
この補正された結果が前記メタンの濃度の計測値として与えられるようにしたことを特徴とする地殻変動モニタリング装置。
請求項１又は請求項２に記載の地殻変動モニタリング装置において、
メタンのラマン散乱光の励起に必要なレーザ光を発生し、励起光伝送用光ファイバに入射するレーザ光源と、
前記励起光伝送用光ファイバを介して伝送されたレーザ光を集光して海中に照射する励起光用集光レンズと、
レーザ光の照射による散乱光を集光して散乱光伝送用光ファイバに入射させる散乱光用集光レンズと、
前記励起光用集光レンズにより集光された励起光を海中に透過させる励起光透過窓と、
前記散乱光を海中から前記散乱光用集光レンズに透過させる散乱光透過窓と、
前記散乱光伝送用光ファイバを介して伝送された散乱光を分光する分光器と、
前記分光器により分光された光を波長毎に検出する光検出器と、
前記光検出器による検出検出をスペクトル分析するコンピュータとを備え、
前記レーザ光源と前記分光器、前記光検出器、それに前記コンピュータは前記監視部に設けられ、
前記励起光用集光レンズと前記散乱光用集光レンズ、前記励起光透過窓、それに前記散乱光透過窓は前記センシング部に設けられ、
前記励起光伝送用光ファイバと前記散乱光伝送用光ファイバは、前記監視部と前記センシング部の間に設けられていることを特徴とする地殻変動モニタリング装置。
請求項４に記載の地殻変動モニタリング装置において、
前記励起光透過窓と前記散乱光透過窓は、前記センシング部の海底面側に設けられていることを特徴とする地殻変動モニタリング装置。
請求項５に記載の地殻変動モニタリング装置において、
前記センシング部の海底面側と海底面の間に海水が流動する空間部が設けられていることを特徴とする地殻変動モニタリング装置。
請求項６に記載の地殻変動モニタリング装置において、
前記空間部は、当該空間部内のガスを逃がす通路を備えていることを特徴とする地殻変動モニタリング装置。
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の地殻変動モニタリング装置を用い、
前記監視部をメタンハイドレート採鉱用の抗井に設置し、
前記センシング部を少なくとも２基、前記抗井の周辺に配置したことを特徴とする地殻変動モニタリングシステム。
請求項８に記載の地殻変動モニタリングシステムにおいて、
センサ部材となる光ファイバが前記抗井の周辺に敷設された光ファイバ温度計測システムと光ファイバ型変位・振動計測システムの少なくとも一方の計測システムを用い、
該計測システムによる計測結果を前記メタンの濃度の計測結果に複合して地殻変動が判定されるようにしたこと特徴とする地殻変動モニタリングシステム。
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の地殻変動モニタリング装置を用い、
前記センシング部が、メタンハイドレート探査用の船舶によって曳航されるフィッシュ型センサ部に設けられていることを特徴とする地殻変動モニタリングシステム。
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の地殻変動モニタリング装置を用い、
前記監視部が、海面に浮遊させたブイに設置されていることを特徴とする地殻変動モニタリングシステム。
請求項１１に記載の地殻変動モニタリングシステムにおいて、
前記ブイが無線伝送装置を備え、測定結果か無線で伝送されることを特徴とする地殻変動モニタリングシステム。
請求項１１又は請求項１２に記載の地殻変動モニタリングシステムにおいて、
前記ブイに、当該ブイに内蔵された機器に電力を供給するバッテリと、このバッテリに電力を供給する太陽光発電素子が設けられていることを特徴とする地殻変動モニタリングシステム。