2020 Fiscal Year Research-status Report
Monitoring of the volcanic activity by repeated aeromagnetic observation using drone.
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19K04967
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
宇津木 充 京都大学, 理学研究科, 助教 (10372559)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 空中磁気観測 / ドローン / 磁場時間変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年10月に、ドローンを用いた空中磁気観測システムを用い、九重火山において空中磁気観測を行った。2020年度にはこの観測で得られたデータと過去のデータとの比較から、九重火山の火山活動に伴う地磁気時間変化を検出することを試みた。
九重火山では、1995年の水蒸気爆発以来磁場連続及び繰り返し観測点が設置され継続的な地磁気観測が行われており、この結果から九重硫黄山西側の地下浅部(数百m)にソースを持つ顕著な磁場時間変化が観測されている。この時間変化の変化率は大きく、95年の観測開始以来200nTを超える大きな磁場時間変化が進行している点もある。こうした磁場時間変化を捉えるため、2019年10月に硫黄山周辺部においてドローンを用いた空中磁気観測を実施した。また九重火山では、地下の温度状況を把握する事などを目的として低高度での空中磁気測量が2004年に行われている。この観測では、地上連続観測で見出された硫黄山の磁場時間変化が生じている領域を含む領域でヘリコプターを用いた低高度空中磁気観測が行われた。ここで、この観測が行われた時期から現在までの間にも硫黄山西部では最大で200nTを超える時間変化が進行している。こうしたことから、2004年と2019年の間の磁場時間変化を検出することを2020年度において試みた。この観測にはテラテクニカ社のドローン空中磁気観測システムGSMP35U-DRを用いた。磁場時間変化検出のためNakatsuka et al.(2009)による交点コントロール手法をベースとした解析を行った。この解析からこの計算から、2004年から2019年の間に硫黄山の北側で減少、南側で増加のセンスの時間変化が検出され、その振幅も地上観測から期待されるものと調和的なものであった。こうしたことから、ドローンによる繰り返し観測により磁場時間変化の検出が可能であることが実証できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度には、ドローン観測の実証試験及び実観測を実施する予定であったが、コロナウィルス感染拡大を受け、観測が中止、順延となった。
上記の新たな観測の実施は行えなかったが、2019年に取得したデータを用いた観測データから、今年度においてドローン観測による磁場時間変化の検出について実証的な解析を行った。2019年の九重火山におけるドローン観測データと、2004年の空中磁気観測データを用いて、Nakatsuka et al.(2009)による交点コントロール手法をベースとした解析を行った。この方法では、両観測データの航跡が交差した点（交点）における磁場データに着目し、磁場時間変化を議論する。ただし交点におけるそれぞれの観測データは、水平位置は同じだが高度が異なるため、これによる磁場の異差が生じる。これを上方接続を用いて推定し、磁場の時間変化を抽出する。観測データ総数は2004年観測で約4万点、2019年観測で8万点であったが、交点データとして両観測の測定位置が水平方向に30m以内、高度差が80m以内の点とした。この結果442点の交点が得られた。この解析から、2004年から2019年の間に硫黄山の北側で減少、南側で増加のセンスの時間変化が検出された。またその振幅も地上観測から期待されるものと調和的なものであった。こうしたことから、ドローンによる繰り返し観測により磁場時間変化の検出が可能であることが実証できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度には、阿蘇火山中岳火口でドローンを用いた磁場探査、電磁探査を行うことを予定している。この観測では、中岳第一火口上空、および周辺でドローンを用いた磁場全磁力観測、および人口電流源を用いた電磁探査を実施する。前者の観測では中岳第一火口上空の稠密な磁場観測を行う。中岳第一火口上空では2002年に有人ヘリコプターを用いた磁場稠密観測が行われており、このデータとの比較から2002年から現在までの磁場時間変化を抽出する。またこのデータをもとに、地下岩石の磁化強度分布を3次元インバージョンで求め、時間変化減の位置を推定する。また人口電流を用いた電磁探査では、火口西側から矩形電流を繰り返し地中に送信し、それにより誘導される磁場をドローンを用い火口上空で観測する。このデータを用い、火口地下の比抵抗分布を3次元インバージョンにより求める。これら磁場・比抵抗インバージョンの結果をもとに、磁場時間変化の妥当性の検証を行うとともに、磁場変化源周辺の地球物理学的、地球化学的状態の推定を試みる。
本観測を2021年度に実施するとともに、構造解析を実施する予定である。観測に関しては観測業務を委託する業者の選定を終え、観測実施時期について現在調整を進めている。磁化構造解析については、著者が提案しているスパース正則化を用いた解析手法に基づくインバージョンコードを使用する予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナウィルス感染拡大を受け、当初予定していた観測がキャンセルとなったため次年度使用額が発生した。2021年度には、これら観測の代替え観測を実施する。2021年度においては、阿蘇火山中岳第一火口上空および周辺でドローンを用いた磁場観測、人口電流を用いた電磁探査を実施する。
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