火山応力場モニタリングのための地震波速度変化と山体変形の統合解析

Research Project

Project/Area Number	22KF0041
Project/Area Number (Other)	22F22713 (2022)
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Multi-year Fund (2023) Single-year Grants (2022)
Section	外国
Review Section	Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	西村太志東北大学, 理学研究科, 教授 (40222187)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	DUMONT QUENTIN 東北大学, 理学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000) Fiscal Year 2024: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000) Fiscal Year 2022: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Keywords	火山活動 / 地震波速度 / 地震波干渉法 / 地震波速度変化 / 火山 / ひずみ量 / 降雨量 / モニタリング
Outline of Research at the Start	多様な活動をする火山を理解するためには、地下のマグマ貫入や熱水活動を把握することが必要である。GPSなどを使った測地観測や火山性地震を調べる方法が一般的であるが、本研究では、火山体浅部の地震波速度をモニターすることにより、火山活動の把握や理解を試みる。国内20火山において、常時観測される雑微動を利用した地震波干渉法によって地震波速度変化を求め、テクトニクス背景を考慮しながら、火山体浅部の火山活動により生じる応力場との相関を調べる。このようなモニタリングの手法を開発することにより、将来発生する噴火現象や静穏期の火山活動の理解を深める。
Outline of Annual Research Achievements	多様な活動をする火山を理解するためには、地下のマグマ貫入や熱水活動を把握することが必要である。GPSなどを使った測地観測や火山性地震を調べる方法が一般的であるが、本研究では、火山体浅部の地震波速度をモニターすることにより、火山活動の把握や理解を試みる。国内21火山において、常時観測される雑微動を利用した地震波干渉法によって地震波速度変化を求め、テクトニクス背景を考慮しながら、火山体浅部の火山活動により生じる応力場との相関を調べる。このようなモニタリングの手法を開発することにより、将来発生する噴火現象や静穏期の火山活動の理解を深める。具体的には、気象庁が公開する火山近傍に展開する観測点の地震波形データを解析に用いる。短周期地震計データを利用することから、0.5-1 Hz, 1-2 Hz, 2-4 Hz 帯を対象に日々の連続データについて、2観測点のデータの相互関数を計算し、地下浅部の地震波速度の時間変化を調べる。これまで推定した2012年から2021年の10年間のデータに加え、2023年までのデータをダウンロードして、地震波速度変化を求めた。前年度と同様に、降雨量、積雪量、気温、大気圧と海水面の変化、気象庁と国土地理院のGNSSから求められる面積ひずみの変化量と比較した。これらのパラメータを推定するインバージョン法を適用し、12年間のデータから各パラメータの地震波速度への依存度を定量的人求めた。その結果、昨年までとほぼ同様の結果が得られ、安定的に解が求められていることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason データ解析は計画通り進んでいる。これから論文の執筆を進める段階にある。
Strategy for Future Research Activity	地震波干渉法やそれ以外の方法による、地震波速度変化の解析例を世界各地の火山あるいは地震について網羅的に調べ、その特徴を明らかにする。それにより本研究の位置づけを明確化する。また、解析結果を丁寧にまとめるとともに、地震波速度の要因について先行研究を参考にしながら考察を進める。