2020 Fiscal Year Research-status Report
電離層数値モデルと陸上・海底磁場データを組込んだマントル遷移層描像手法の新展開
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20K04125
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小山 崇夫 東京大学, 地震研究所, 助教 (00359192)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬場 聖至 東京大学, 地震研究所, 准教授 (70371721)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | GAIA / Sq場 / 電離圏 / マントル遷移層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、周期数時間～数日の帯域の電磁探査法を利用して、マントル遷移層に相当する深度の電気伝導度構造を推定することを目的としている。当周期帯は、MT法のように外部磁場を平面波として近似することができず、Sq場として知られる短波長成分を含む地磁気日変化が卓越していることが知られている。定常磁場観測点は世界中でも100か所余しかないため、地磁気データから精確にこのSq場分布を把握することはできない。そのため、本研究では、気象データを同化するなどして精度を高めた電離圏物理モデルGAIAを代わりに利用し、その外部磁場をソース項として電磁誘導方程式を解いて、データと合う地下の電気伝導度構造を推定することとした。
今年度は、GAIAモデルを入力し、高解像の電磁誘導方程式求解コード（フォワード計算コード）を開発した。そして、ある連続する静穏3日間のGAIAモデルを入力とし、実際の磁場データをよく説明する平均的なマントル1次元電気伝導度構造を推定した。なお、電気伝導度コントラストが非常に大きい海陸不均質の3次元性は正しく考慮した。その結果、これまで北西太平洋の海底電磁場データから推定されていた電気伝導度構造とおおよそ一致した、わずかながらより高電気伝導な構造となった。また、岩石の高圧電気伝導度測定実験の結果と比較したところ、含水率がゼロの構造でよく説明できることがわかった。このことは、プレート沈み込みで海水がマントル内に輸送されているものの平均的には含水量は少ないということが示唆される。また、そのことは、マントル内の含水率の不均質性が大きいことを意味しており、今後3次元電気伝導度構造推定を目標とする。
本研究成果については、JpGU総会にて成果報告を行った。また、GAIA研究集会に参加し、モデルについての情報収集を行った。
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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
今年度は、当初の予定通り、高解像GAIAモデルによる外部磁場変動の入力、その入力に対応した電磁誘導方程式求解コードの開発、海陸不均質を考慮した平均的なマントル成層構造の推定、高圧実験との比較による含水率の推定を行った。
なお、当初国際学会で研究成果公表を行う予定であったが、コロナウイルス感染拡大により2年後に延期となったため発表の機会も延期することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は平均的なマントル電気伝導度構造を推定した。その一方、岩石高圧実験の結果と比較すると、マントル内の不均質性が示唆された。そのため、今後は解析手法を拡張し、3次元マントル電気伝導度構造の推定を行い、マントル内の含水量分布推定を目標とする。
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| Causes of Carryover |
今年度参加を予定していた国際学会がコロナウイルス感染拡大の影響で延期となったため、その分の参加費・旅費を繰り越して使用することとした。翌年度分として請求した助成金は、当初の予定どおり（先述とは別の）学会参加および論文出版など、研究成果公表のために使用する計画である。
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