2021 Fiscal Year Annual Research Report
Three dimensional density imaging of volcanoes by omni-directional muography
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19H01988
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮本 成悟 東京大学, 地震研究所, 助教 (80402444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森島 邦博 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (30377915)
中野 敏行 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (50345849)
小山 眞人 静岡大学, 未来社会デザイン機構(企画推進本部), 教授 (70183811)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 火山 / 物理探査 / イメージング / 密度構造 / 素粒子 / ミューオン / ミュオグラフィ / 原子核乾板 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スコリア丘は火山の基本形の一つであり、その詳細な内部構造や形成時のマグマの動きを明らかにすることは、噴火の本質を理解する上で、また火山災害の軽減のためにも重要である。我々は静岡県伊東市に位置する、大室山スコリア丘の3次元密度構造を明らかにするため、多方向ミュオグラフィ観測を行った。
ミュオグラフィ研究の重要な課題の一つは、観測方向を増やすことで火山の詳細な3次元密度構造を明らかにすることである。多方向ミュオグラフィによる3次元密度イメージングには、多数の観測点に迅速かつ簡便に設置でき、各々の性能の個体差が小さく、各検出器からの結果がデータ解析に偏りなく導かれることが必要とされた。検出器には電源を必要としない原子核乾板を用い、フィールドでの迅速な設置に対応できるよう、検出器構造を最適化した。その検出器を大室山を取り囲むように11か所に設置した。原子核乾板に記録されたミュオン飛跡は高速自動読み取り装置で読み出した。得られたミュオグラフィ画像に線形インバージョンを用いて3次元密度構造を求め、その不定性を評価した。その結果、スコリア丘内部に高密度領域が検出された。この観測結果と詳細な地形・地質学的な制約から、高密度領域は溶結度の高い中心火道と、そこから3方向に伸びる放射状岩脈であると推定した。また、西に伸びる岩脈が山体西麓の小溶岩流を形成し、南南東に伸びる岩脈が小さな側噴火を起こして南山腹の小火口を形成したと推定した。本研究の成果は、火山の3次元内部構造をこれまでにない解像度で可視化することで、火山の形成過程を詳細に議論できることを示すものである。従来、このような内部構造や噴火過程を明確に可視化することは直接的には困難であったが、多方向ミュオグラフィは火山活動の理解に一つの道筋を与えた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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