小型・低環境負荷型の震源装置、海域におけるCO₂貯留のモニタリングの在り方を大きく変える

発行日：2026年4月10日

原典：東京大学

東京大学大学院工学系研究科の辻健教授が率いる研究グループは、海域におけるCO₂地中貯留サイトのモニタリングを目的として、小型・低環境負荷型の海域震源装置を開発した。同研究成果は、「International Journal of Greenhouse Gas Control」誌に掲載された。

海洋地層に圧入されたCO₂のモニタリングは、安全かつ長期的な貯留を保証するために不可欠である。しかし、従来の海域での地震モニタリングには、エアガンと呼ばれる大型震源装置及び大型探査船が使用されており、費用及び環境負荷が高く、沿岸の浅海域では運用が難しかった。その結果、モニタリング調査は通常、頻度が低く、急激あるいは予期せぬCO₂の挙動を検知する能力が限られていた。

これらの課題を解決するため、上記研究チームは、スピーカー型の小型震源装置「Marine Portable Active Seismic Source（Marine-PASS）」を開発した。同装置は重量100kg未満で、従来のエアガンの約100分の1の重量であり、小型船舶や無人探査船からでも運用可能である。Marine-PASSは、強いインパルス波を一度に発生させるのではなく、制御された弱い振動信号を繰り返し発振し、それらの信号を重ね合わせることで、地層構造のイメージングに十分な信号強度を実現する。この方法を用いることで、小型の震源装置であっても地下深部までの探査が可能となる。さらに、従来のエアガンよりも音圧が低く、海洋生物への環境負荷を抑えられる。また、海洋生物への影響が大きいとされる周波数帯を避けた震源波形を用いることも可能である。

A compact, low-impact seismic source reshapes monitoring of offshore CO₂ storage

Published: 10 April 2026

Source: UTokyo

A research group led by Prof. Takeshi Tsuji at the Graduate School of Engineering, The University of Tokyo, has developed a compact and low-impact seismic source system for monitoring offshore CO₂ storage sites. The research has been published in the International Journal of Greenhouse Gas Control.

Monitoring injected CO₂ in offshore geological formations is essential to ensure safe and long-term storage. However, conventional offshore seismic monitoring relies on large airgun sources and survey vessels, which are costly, environmentally intrusive, and difficult to operate in shallow nearshore environments. As a result, monitoring surveys are typically conducted only infrequently, limiting the ability to detect rapid or unexpected CO₂ migration.

To address these challenges, the research team developed a compact speaker-type seismic source, the Marine Portable Active Seismic Source (Marine-PASS). The system weighs less than 100 kg—approximately 1/100 the weight of conventional airgun systems—and can be deployed from small vessels or unmanned surface vehicles. Instead of generating a single strong impulsive signal, Marine-PASS emits highly repeatable, controlled vibration signals, which are stacked over time to achieve sufficient signal strength for subsurface imaging. By adopting this method, even a compact seismic source can probe deep subsurface structures. In addition, compared to conventional airgun sources, the system produces lower acoustic pressure, thereby reducing environmental impact on marine life. It is also possible to design source waveforms that avoid frequency ranges known to have strong impacts on marine organisms.