2019 Fiscal Year Annual Research Report
Advanced Interdisciplinary Research on Coastal Areas based on Shallow Seafloor Geomorphology: Development of a Paradigm through 3D Seafloor Mapping
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16H06309
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
菅 浩伸 九州大学, 比較社会文化研究院, 教授 (20294390)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 和彦 琉球大学, 理学部, 教授 (00343377)
横山 祐典 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10359648)
後藤 和久 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10376543)
藤田 喜久 沖縄県立芸術大学, 音楽学部, 准教授 (20771463)
長谷川 均 国士舘大学, 文学部, 教授 (80208496)
堀 信行 奈良大学, その他部局等, 特別研究員 (40087143)
鈴木 淳 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 (60344199)
小野 林太郎 国立民族学博物館, 人類文明誌研究部, 准教授 (40462204)
中島 洋典 有明工業高等専門学校, 一般教育科, 教授 (90172303)
高橋 そよ 琉球大学, 人文社会学部, 准教授 (60772829)
片桐 千亜紀 九州大学, 比較社会文化研究院, 共同研究者 (70804730)
中西 裕見子 九州大学, 比較社会文化研究院, 共同研究者 (10845754)
中井 達郎 九州大学, 比較社会文化研究院, 共同研究者 (10550915)
平林 頌子 九州大学, 比較社会文化研究院, 特別研究員(PD) (40835641)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 海洋探査 / 地形 / サンゴ礁 / 可視化 / 環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．機材の整備：海岸域の精密測量のためのRTKドローン、海底観察用の水中ドローン、大水深対応の音速度計を導入した。また、さらなる試料観察に対応できるよう走査電子顕微鏡の制御部を更新した。
２．浅海底マッピングの高度化 １）RTKドローンを用いて、与那国島の海岸、久米島のハテノハマ周辺、マーシャル諸島共和国マジュロ環礁の洲島から極浅海域で航空写真を撮影し、フォトグラメトリーを用いた高解像度の三次元モデルを作成した。２）航空レーザー測量データとマルチビーム測深データを組み合わせた陸域から海域にかけてのシームレス三次元地形モデルの作成を石垣島周辺海域で進めた。
３．マルチビーム測深エリアでの学際研究 １）奄美大島：奄美大島にて、作成した高解像度海底地形図を基に漁民に聞き取りを行い、漁業知識と海底地形との対応を記録した。２）久高島：高解像度浅海底地形データを用いた波浪シミュレーションを実施し、過去数千年間の最大規模の高波や台風の規模評価を行った。３）与那国島周囲の高解像度浅海底地形図を作成して島の周囲の潜水調査を行い、サンゴ礁地形や海底の侵食地形に関する観察と記録を行った。４）久米島東岸ハテノハマ周辺海域における調査を行い、洲島堆積物や海底の縁脚縁溝系からの試料採取とAMS放射性炭素年代測定を実施した。
４．成果発表・広報活動：本研究の高精度浅海底地形データを用いた研究に関するシンポジウムを琉球列島喜界島（10月）、与那国島（11月）、九州大学（1月）で開催した。また、地質学のトップジャーナルであるGeology誌への論文掲載や、Nature関連誌への論文投稿に至った。さらに、「浅海底の戦争遺跡USSエモンズ伝承プロジェクト」をクラウドファンディングとして成立させ、研究成果の広報に努めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
主要なマルチビーム測深調査や学際研究フィールドでの潜水調査を終え、研究のとりまとめを行う段階となった。
1）研究ツール強化：本研究で慣性GPS ジャイロを導入し高精度化したマルチビーム測深機にて、5海域で1,420kmのデータ取得航行を行い、約106km2の海域測量を行った。また、マルチビーム測深とフォトグラメトリーとの組み合わせに世界で初めて成功したほか、航空レーザー測量データとマルチビーム測深の組み合わせによる陸海域シームレス地形図の作成など、多様な方法論を組み合わせた新しい海底地形図の作成を進めている。波浪シミュレーションについては、従来500mグリッド地形モデルで計算していたものを、作成した1mグリッド地形モデルを基にスーパーコンピュータを用いて計算することが可能となった。
2）先進的学際フィールド研究の推進：久米島東岸のハテノハマ周辺海域で、洲島から島棚縁辺部までの連続的な三次元地形モデルを完成させ、その上で洲島の地形変化、砂質堆積物の年代や移動、台風時の波高や流れの測定、波浪シミュレーションなど、多岐における研究を行っている。また、我々が大規模な沈水カルスト地形を発見した石垣島名蔵湾にて、海底下の地層断面の探査、ボーリングコアの解析・年代測定および現生サンゴ調査と合わせ、総合的に地形形成史および環境変遷史を復元する研究を行っている。さらに、奄美大島では海底地形図上に、聞き取り調査などで得られた漁民の海域利用と漁場知識を載せ、その場所の地形や生態系と密接に関わる自然と人との伝統的な関わりを可視化している。久高島では海底地形図を基にした波浪シミュレーションとリーフ上の巨礫分布に関する研究を進めた。
3）世界に向けた成果発信：国際学会での成果発表や招待講演を行うとともに、日豪国際シンポジウムを2回開催した。研究成果の一部は主要な国際誌への論文掲載に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度であるため、既測深海域の測深データ処理を完了させ、高解像度海底地形図をすべて完成させる。また、マルチビーム測深と航空レーザー測量などで得られた地形データを融合させる方法論を完成させるとともに、陸海のシームレス地形図を作成する。データの融合にあたっては、測深方法による精度の検証を行うこととする。また、マルチビーム測深と水中フォトグラメトリーとの組み合わせによる生物群集レベルの細かな地形を計測しテクスチャー情報を重ね合わせる方法論も完成を目指す。さらに、作成した地形モデルを基に、傾斜区分図などの地形学的に理解し易い海底地形の表現手法を開拓した上で、高解像度海底地形図を基にした海底の地形分類図作成法を提案する。
マルチビーム測深エリアでの学際研究としては、高解像度海底地形図を基にした波浪シミュレーションの高度化を図るため、地球シミュレーターなど国内最高レベルのスーパーコンピュータを用いた実験を行う。
今年度は成果の公表に重点を置く予定である。測深海域での潜水調査等の結果を踏まえ、本研究課題における学際研究について各地域・テーマ毎のまとめを進め、論文公表などの成果発表を順次進める。また、年度末にシンポジウムを開催し、研究課題の総括を行う。
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[Journal Article] Reef-flat and back-reef development in the Great Barrier Reef caused by rapid sea-level fall during the Last Glacial Maximum (30-17 ka)2020
Author(s)
Fujita, K., Yagioka, N., Nakada, C., Kan, H., Miyairi, Y., Yokoyama, Y., Webster, J.M.
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Journal Title
Geology
Volume: 48
Pages: 39-43
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Pursuing Sustainable Preservation and Valorisation of Underwater Cultural Heritage: attempt in Okinawa to underwater site museum2020
Author(s)
Nakanishi, Y., Ono, R., Katagiri, C., Sakagami, N., Tetsu, T.
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Journal Title
Rodrigues, J. and Traviglia, A. (eds.) Shared Heritage: Proceedings from the Sixth International Congress for Underwater Archaeology (IKUWA6)
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed
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[Journal Article] Wave dissipation and lagoon infilling in the southern Great Barrier Reef.2019
Author(s)
Vila-Concejo, A., Scambary, L., Johansson, L., Duce, S.J., Hamylton, S. Webster, J., Salles, T., Fujita, K., Kan, H.
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Journal Title
International Conference on Coastal Sediments 2019
Volume: -
Pages: 1020-1028
DOI
Int'l Joint Research
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[Journal Article] Importance of high-resolution 3D topography for wave simulation.2019
Author(s)
Minamidate, K., Goto, K., Watanabe, M., Roeber, V.,Toguhi, K., Sannoh, M., Nakashima, Y., Kan, H.
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Journal Title
Proceedings of the 2019 CWMD Conference
Volume: -
Pages: 214-220
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Sediments of Matsushima Bay, northeastern Japan: insights gained from 5 years of sedimentological analysis following the 2011 Tohoku Earthquake-Tsunami.2019
Author(s)
Ota, Y., Suzuki, A., Yamaoka, K., Nagao, M., Tanaka, Y., Irizuki, T., Fujiwara, O., Yoshioka, K., Kawagata, S., Kawano, S., Nishimura, O.
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Journal Title
Geochemistry, Geophysics, Geosystems
Volume: 20
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Partitioning and chemical environments of minor elements in individual large benthic foraminifera cultured in temperature-controlled tanks.2019
Author(s)
Yoshimura, T., Maeda, A., Tamenori, Y., Suzuki, A., Fujita, K., Kawahata, H.
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Journal Title
Frontiers in Earth Science
Volume: 7
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Local marine reservoir age variability at Luzon Strait in the South China Sea during the Holocene.2019
Author(s)
Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Suzuki, A., Esat, T., Miyairi, Y., Aze, T., Siringan, F., Maeda, Y.
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
Volume: 455
Pages: 171-177
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Insight into Western Pacific Circulation from South China Sea Coral Skeletal Radiocarbon.2019
Author(s)
Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Suzuki, A., Miyairi, Y., Aze, T., Siringan, F., & Maeda, Y.
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Journal Title
Radiocarbon
Volume: 61(6)
Pages: 1923-1937
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Mapping and comparing the geomorphological environments of designated conservation area and urban city in Majuro using drone data2020
Author(s)
Yamamura, B. Kimura, H.，Sano, W., Hirabayashi, S., Imai, Y.，Ishiguro, K., Kan, H.
Organizer
沿岸域の環境科学ワークショップ
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[Presentation] Estimation of past typhoon and tsunami magnitudes along the Ryukyu Islands using information from coastal boulders2019
Author(s)
Minamidate, K., Goto, K., Watanabe, M., Roeber, V., Toguchi, K., Sannoh, M., Nakashima, Y., Kan, H.
Organizer
2019 AGU Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Importance of high-resolution 3D topography for wave simulation2019
Author(s)
Minamidate, K., Goto, K., Watanabe, M., Roeber, V., Toguchi, K., Sannoh, M., Nakashima, Y., Kan, H.
Organizer
The 2019 International Conference on Climate Change, Disaster Management and Environmental Sustainability
Int'l Joint Research
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[Presentation] Reconstructing sedimentation process of lagoon sediment in the Eastern Kume island, Ryukyus.2019
Author(s)
Sano, W., Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Miyairi, Y., Fujita, K., Toth, T., Aronson, R.B., Kan, H.
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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[Presentation] Numerical modeling of wave propagation on the coral reef based on high resolution 3D topography.2019
Author(s)
Minamidate, K., Goto, K., Watanabe, M., Roeber, V., Toguchi, K. Sannoh, M., Nakashima, Y., Kan, H.
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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[Presentation] 最終氷期最盛期とそれに続く急激な氷床成長および崩壊と海水準変動2019
Author(s)
横山祐典, Esat, T.M., Thompson, W.G., Thomas, A.L., Jody W Webster, J.W., 宮入陽介, 沢田近子, 阿瀬貴博, 松崎浩之, 奥野淳一, Fallon, S., Braga, J-C, Humblet, M., 井龍康文, Potts, D.C., 藤田和彦, 鈴木 淳, 菅 浩伸
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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