Extension of the explorable range of muography to ocean with underwater tunnel

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20528
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Tanaka Hiroyuki 東京大学, 地震研究所, 教授 (20503858)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: ミュオグラフィ / 海域 / 海底トンネル

Outline of Final Research Achievements

Muography has been applied to monitoring of magma and to searching for the internal structure of the pyramid. However its observational targets have been restricted to the objects located on land. Muons are mainly produced in the upper troposphere, but their attenuation varies according to changes in the local atmospheric pressure. Land-based muographic observations are affected by these atmospheric pressure changes, making it extremely difficult to capture density variations with a precision < 1 percent. With this study, the world's highest muographic precision was achieved: 3 permil in 2 hours (1.5 permil in one lunar day) in terms of temporal variations in density. We succeeded in real-time monitoring of temporal variations in sea level.

Free Research Field

ミュオグラフィ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今後、HKMSDDをさまざまな海洋・海底下環境に活用することにより、国内外に散在する海底トンネルを活用した台風や、地震による津波、海底砂丘の移動による海底地形変化などの高精度イメージング測定などの応用展開が期待される。更に、海洋ダイナミクスによる海水密度変化などの測定や、東京湾海底における南関東ガス田に係る評価にも活用できるようになると考えられる。将来、海底トンネルから実際の深海底へと展開することにより、二酸化炭素貯留隔離（CCS）モニタリングや海底火山など、現場で連続的に海洋・海底下環境を監視・評価できる新しいイメージング技術としての応用展開が期待される。