2018 Fiscal Year Research-status Report
The dynamics and evolution of delta distributary channels controlled by basin water depth: Experimental examination of the autostratigraphic theory
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18K03785
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
武藤 鉄司 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 教授 (70212248)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | オート層序学 / 河川 / デルタ / 分流チャネル / 堆積盆水深 / 平衡指数 / 海水準 / 水槽実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オート層序学は堆積系の非平衡応答と決定論的オートジェネシスの理解に根差した地層成因論の新しい枠組みである。河川デルタ系のオート層序理論から導かれる仮説「デルタ前縁の海の深さはデルタプレイン上の分流チャネルの動態を支配し、その支配のもとで分流チャネルは非平衡応答により変遷する」を検証する。この仮説は、研究代表者らが2016年に提唱した平衡指数モデルの成否と密接に関係し、そして平衡指数モデルからは、静止海水準のもとでデルタがその巨視的ジオメトリを持続しながら成長するとき分流チャネルの無次元埋積速度、無次元移動速度、無次元回帰時間、無次元アバルジョン周期などに平衡指数が直接反映されることが予想されていた。本年度は平衡指数モデルに関する重要知見が導かれ、一部は論文化に至った。
1. 水槽内水位をラン毎に変えて行う実験により、デルタ分流チャネルに及ぼす堆積盆水深の効果の一端が明らかになった。実験結果は平衡指数モデルと良く合致する。この新知見をまとめた論文を米国地球物理学連合GRL誌へ投稿（2019.5出版）。
2. 平衡指数モデルを海水準上昇期に拡張させることを意図して理論的に検討したところ、モデルを記述する数式の基本形を変えることなく、堆積盆水深の変化速度などを係数に繰り込むことで対処できることが判明し、数値実験でも裏付けられた。新知見をまとめた論文を国際堆積学会のBasin Research誌に投稿（2018.12投稿、現在査読中）。
3. この他、(1) 堆積盆水深を所定の周期・振幅のもとで振動させる実験シリーズにより、海水準変動サイクルのもとでのデルタ性大陸棚の非平衡応答の変遷・収束を解明し（論文２編準備中）、(2)完新世メコン河デルタがオートジェニックな平衡河川系によって発達したことを地層記録から解読（米国地質学会Geology誌、2019.4掲載確定）するなどの成果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初目標に挙げていた検討事項や問題について、基本のところはおおよそ解明できた。長時間を要する検証実験の作業が相当残ってはいるものの、研究計画全体からすると「先が見えた」状況に到達しており、今後の見通しはかなり明るい。本研究経費および別経費で購入したデスクトップコンピュータ2機（Windows機、いずれも特注)を導入できたことにより、画像の読み取りとその後の解析作業を短時間で終えることができた点も大きい。得られた研究成果に基づく投稿論文の1編が出版済み（米国地球物理学連合 Geophysical Research Letters誌 by Wang、Muto、Urata、Sato & Naruse）、1編が掲載確定（米国地質学会 Geology誌 by Wang、Tamura & Muto）となり、さらに２編の改訂稿が準備中 (いずれも国際堆積学会 Sedimentology誌 by Wang & Muto)、また１編が投稿中（国際堆積学会 Basin Research誌 by Wang、Muto & Naruse）である。論文生産の観点からも好調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度に、フランスBeicip-Franlab社から地層形成シミュレーションソフトDionisosFlowを無償で２年間使用できるライセンスが得られた。このソフトを使用することで、所定の拡散係数の仮定のもとに、自然系スケールでの地層形成シミュレーションが行える。小規模な水槽実験で観察される現象が自然系スケールでも再現できるか否かを検証することで、本研究計画に大きなアドバンテージがもたらされる。そこで今後は、モデル実験と理論的考察に加えて、DionisosFlowも併用して本研究計画を推進していく。2018年度の理論的検討で得られた知見、特に静止海水準のもとで堆積盆水深がデルタプレイン上の分流チャネルに及ぼす影響についてDionisosFlowで検証するとともに、海水準上昇条件へも拡張された平衡指数モデルをモデル実験とDionisosFlowを併用して確かめる。研究成果の速やかな好評と論文化に留意しつつ、堆積盆水深によるコントロールの全容を解明したい。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた経費の多くは旅費と人件費・謝金である。旅費については所属研究機関での職務との重なりにより予定していた出張を断念したことが幾度かあったことによるもの、人件費・謝金については数値解析ソフトウェアMATLABの使用に慣れたことで画像読み取りのための雇い上げ経費を節約できたことによるものである。加えて、予定していた一部の実験作業については理論的検討を先に進めたことで、物品費の消費が抑えられた。その一方で、2018年度は論文化に値する研究成果が多々得られたことから、2019年度は成果発表のための旅費（国内学会３件、米国学会２件）及び論文掲載料・英語校正料の支出に、当初の予定よりもかなり多くの経費を要することが見込まれる。次年度使用額は主としてそれらに充てる計画である。
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