地下の熱水流動を即時に推定―地熱資源管理に有望：産業技術総合研究所
(2021年4月19日発表)
（国）産業技術総合研究所は4月19日、地熱発電に利用可能な地下の熱水を高感度地震観測網で検出、その流動状態を推定することに成功したと発表した。地下深部の熱水の流れをリアルタイムで把握でき、貴重な国産エネルギーとして今後大量導入が期待される地熱発電に欠かせない地下深部の熱水資源の適切な利用に役立つ。
研究に用いたのは、微小地震観測のために産総研が福島県柳津町（やないづまち）に設置し2015年から運用を開始した高感度地震観測網。これまでにも熱水が地下の構造を少しずつ壊しながら流れる際に生じる微小地震は感知できたが、断層の割れ目など熱水が流れやすい場所では微小地震も発生せず、熱水の流れを検出することはできなかった。
そこで産総研は今回、熱水流動によって地下構造が壊れる際に生じる揺れではなく、地上の人間活動や風、海の波などによって生じる小さな揺れが合わさって生じる常時微動に注目した。常時微動は地下構造の硬さ分布に応じて固有の揺れを示すため、地下で熱水が流れたときに一時的に変化すると想定される。産総研はこの常時微動の変化をとらえることで、地下の熱水流動の検出を試みた。
その結果、高感度地震観測網がとらえた地下約400mの常時微動の横揺れと縦揺れの比が大きく変わる場合があることが分かった。産総研がその変化の要因を詳しく解析したところ、観測点の直下で熱水流動が起きたときに横揺れと縦揺れの比が大きく変化していることを突き止めた。この変化を監視することで、微小地震の発生に依存することなくリアルタイムで地下の熱水流動を検出できることが分かった。
地熱発電は長年操業を続けると地下の熱水が枯渇することがあり、人工的に地下に注水して回復させることがある。ただ、人工注水は地震を誘発する危険があるため注意が必要とされており、地下の熱水流動をリアルタイムで把握することは地熱資源の適切な利用に欠かせない。
