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Precise gravity monitoring in and around the Kussharo Caldera at eastern Hokkaido, Japan

Research Project

Project/Area Number 20K04093
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17030:Human geosciences-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Nawa Kazunari  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (20262082)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大園 真子  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10623837)
今西 祐一  東京大学, 地震研究所, 准教授 (30260516)
本多 亮  山梨県富士山科学研究所, その他部局等, 研究員 (70399814)
岡 大輔  地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 エネルギー・環境・地質研究所, 研究主査 (70733640)
白川 龍生  北見工業大学, 工学部, 准教授 (50344552)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords道東 / 地殻変動 / マグマ活動 / セイシュ / 地下水 / 土壌水分量 / 積雪 / 重力計 / 重力 / カルデラ / 超伝導重力計
Outline of Research at the Start

噴火・活動推移予測の観点から火山の地下の状態把握・解明は重要な課題である。本研究では、長期的な火山活動と密接に関係している深部からのマグマの供給過程の解明を目指し、高精度で長期に安定な超伝導重力計を活用する。新たな広域重力構造探査・重力場変動モニタリング手法とカルデラ湖水の水面振動を利用した地下構造探査手法を適用し、北海道東部地域のカルデラの地下構造・動態を明らかにする。得られた重力変化が、どのような構造・物性の変化に対応するのか検証するために、地殻変動や地震動のデータも取得・収集して解析する。複数原理のデータを加味した地殻変動モデリングを実施し、カルデラの長期的な変動メカニズムを解明する。

Outline of Final Research Achievements

To investigate the state of crustal fluids such as groundwater and magma in the caldera volcano area, we conducted gravity monitoring using multiple gravimeters in the Kussharo caldera area as a field. As a result of continuous observation by the superconducting gravimeter at Teshikaga, we found long-term weak temporal changes in gravity that are difficult to detect with a portable relative gravimeter. The gravity time variation decreased during the snow accumulation period and increased during the snowmelt period every year. The changes were found to be mostly explained by the effects of snow cover and changes in soil moisture content. Estimation of aparent gravity change due to groundwater level, crustal movement, and mechanical drift is important to elucidate the secular gravity changes. In order to understand areal gravity changes at the microgal level, issues in gravity data acquisition and correction/processing were identified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プレートの沈み込み帯に位置する我が国には多くの活火山が存在しており、噴火/推移予測の観点から火山の地下の状態把握/解明は重要である。地殻内マグマの静的及び動的な状態を常時把握することは、噴火/活動推移の把握に直接つながる。重力は地下の密度変化に敏感な観測量であり、地下水やマグマなど地殻内流体の状態把握に非常に有効なため、超伝導重力計・絶対重力計・可搬型相対重力計を組み合わせた長期の重力モニタリングを実施した。本研究で取得したデータは、今後も関連分野の研究者が利用できるように、インターネットからアクセス可能なデータベースに登録した。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 3 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Modeling of seasonal gravity changes observed with a superconducting gravimeter2023

    • Author(s)
      丸藤 大樹、名和 一成、高橋 浩晃
    • Journal Title

      北海道大学地球物理学研究報告

      Volume: 86 Pages: 13-21

    • DOI

      10.14943/gbhu.86.13

    • ISSN
      0439-3503
    • Year and Date
      2023-03-26
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Seasonal and Secular Changes of Gravity at Teshikaga, Eastern Hokkaido, Japan, Estimated from Two-Year Superconducting Gravimeter Data2020

    • Author(s)
      山佳 典史、名和 一成
    • Journal Title

      Journal of the Geodetic Society of Japan

      Volume: 66 Issue: 0 Pages: 16-22

    • DOI

      10.11366/sokuchi.66.16

    • NAID

      130008028587

    • ISSN
      0038-0830, 2185-517X
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 弟子屈における絶対重力測定(2019 年および2020 年)2020

    • Author(s)
      今西祐一、西山竜一
    • Journal Title

      地震研究所彙報

      Volume: 95 Pages: 9-13

    • NAID

      120007053684

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 道東・屈斜路カルデラとその周辺で観測される短期的重力変化2022

    • Author(s)
      名和一成、今西祐一、池田博、本多亮、岡大輔、白川龍生、大井拓磨、高橋浩晃、大園真子、青山裕、岡田和見、山口照寛
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 重力計・地震計で観測されたフンガトンガ火山噴火で生じた共鳴振動:大気固体地球結合振動および大気ラム波通過後のセイシュの増幅2022

    • Author(s)
      名和一成
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 2022年1月15日トンガ火山の噴火にともなう大気擾乱の通過時に日本の超伝導重力計観測点で記録された重力変化について2022

    • Author(s)
      今西祐一、名和一成、田村良明、池田博、三浦哲
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 屈斜路カルデラ周辺地域の重力点結合観測2022

    • Author(s)
      本多亮、丸藤大樹、岡田和見、岡大輔、名和一成
    • Organizer
      日本測地学会第138回講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 道東屈斜路カルデラ地域における精密重力モニタリング(2020年~2021年)2021

    • Author(s)
      名和一成、山崎雅、宮川歩夢、高橋浩晃、大園真子、青山裕、岡田和見、山口照寛、岡大輔、岡崎紀俊、今西祐一、西山竜一、本多亮、 池田博、白川龍生、大井拓磨
    • Organizer
      日本測地学会第136回講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 弟子屈における絶対重力測定(2019年および2020年)2021

    • Author(s)
      今西祐一、西山竜一、名和一成
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 道東屈斜路カルデラ地域における精密重力モニタリング2020

    • Author(s)
      名和一成、山崎雅、宮川歩夢、山佳典史、高橋浩晃、大園真子、岡田和見、山口照寛、岡大輔、岡崎紀俊、今西祐一、西山竜一、本多亮、池田博、白川龍生、大井拓磨
    • Organizer
      日本測地学会第134回講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 超伝導重力計(iGrav#017)観測で得た道東・弟子屈の約2 年間の重力時間変化2020

    • Author(s)
      山佳典史、名和一成
    • Organizer
      日本測地学会第134回講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 産総研地質調査総合センター重力観測データ集(デモサイト)

    • URL

      https://gbank.gsj.jp/geonavi/docdata/gravimage/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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