2018 Fiscal Year Research-status Report
パッシブサンプラーを用いた温泉水中溶存ガスの時空間分布の観測
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18K11614
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高畑 直人 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (90345059)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 智郎 京都大学, 理学研究科, 准教授 (80446369)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 溶存ガス / 地下水 / 地震 / 火山 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地下水に溶存する気体、特に希ガスや炭素といった揮発性元素は、地震や火山の活動を調べるのに適している。その時間的・空間的変化は、地下構造の変化や深部流体の付加に影響されるため、観測する意義は大きい。本研究の目的は、水中で気体のみを透過する気体透過膜を使ったパッシブサンプラーを用いて、地下水井戸の任意の深さで地下水溶存ガスを観測することである。そのために溶存ガスを簡易に採取し、１つの試料で複数の元素を同時に分析する方法を確立することを目指す。水中で気体のみを透過するシリコンチューブを用いることで、水そのものを採取せずに溶存ガスのみを採取器具に採取する方法を採用し、高温下での気体透過条件を評価した。パッシブサンプラーに採取した溶存ガスは、ヘリウム同位体分析用の高感度質量分析計とガス組成分析装置を用いてガス組成および同位体の測定を行なった。その結果、ヘリウムだけでなく二酸化炭素などの重い気体もシリコンチューブを透過し元の空気とは入れ替わっていることを確認した。
大分県別府市にある深さ300mの試験温泉井戸で溶存ガス試料の採取を試みた。この井戸はワイヤーでサンプラーを垂らすことができるので任意の深さで好きな数だけ試料を採取することができる。試験温泉井戸にパッシブサンプラーを沈め、回収して溶存ガスの濃度や同位体を分析し、高温高圧の悪条件下でのサンプラーの有効性を評価した。高温高圧であってもサンプラーの中に水は入らず、溶存ガスが採取できているのを確認した。さらに分析した結果から、深さ方向にヘリウムの同位体比の変化が見られ、温泉井戸中の勾配を示していると推定された。
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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
パッシブサンプラーの有用性を確認するととともに、深さ300mの試験温泉井戸で試料採取を行なうことができ、予定通り進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
高温高圧の悪条件下でのサンプラーの有効性を評価するとともに、回収した試料の溶存ガスの濃度や同位体の分析を進める。分析した結果から、深さ方向のヘリウムや二酸化炭素の濃度・同位体比の変化を調べ、その勾配から溶存ガスのフラックスや温泉水の流動について考察する。
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[Journal Article] Groundwater oxygen isotope anomaly before the M6.6 Tottori earthquake in Southwest Japan2018
Author(s)
Onda S., Sano Y., Takahata N., Kagoshima T., Miyajima T., Shibata T., Pinti D.L., Lan T., Kim N.K., Kusakabe M., Nishio Y.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 8
Pages: 14800
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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