2023 Fiscal Year Research-status Report
Seeing through the sea floor: Development of a basis for evaluation of spatio-temporal environmental dynamics in seafloor surface sediments using acoustic technology
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20KK0238
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
水野 勝紀 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (70633494)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清家 弘治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (20645163)
寺山 慧 横浜市立大学, 国際総合科学研究科(鶴見キャンパス), 准教授 (50789328)
朝倉 巧 東京理科大学, 創域理工学部機械航空宇宙工学科, 准教授 (60778207)
松田 匠未 明治大学, 理工学部, 専任講師 (80759861)
野牧 秀隆 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 主任研究員 (90435834)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2025-03-31
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| Keywords | 堆積物音響 / 底生生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋開発や地球温暖化に伴う環境改変が、海洋環境、特に海底下の堆積物中の生物や環境に与える影響については未だ不明な点が多い。本研究では、先行研究で開発を進めてきた音響による堆積層内3次元可視化システムを応用し、サウサンプトン大学の底生生物研究グループと共に実施する環境制御水槽を用いたラボ実験やフィールド観測を通じて、堆積物中の底生生物相や環境動態を時空間的に計測・評価するための基盤を構築する。その基盤は、堆積物中の環境動態評価における世界的な指針となると共に、海底資源開発など今後環境変動の把握がますます重要になる深海フィールドの環境評価への足掛かりとなる。日本独自の技術を、世界をリードする研究グループとともに発展させていくことで、海底生態系に関する日本発の環境評価指標を確立し、当該分野におけるイニシアティブの獲得を目指す。今年度は、予定通りに日本国側の研究メンバーが渡英し（4機関8名、2023/9/10-2023/9/24）、共同研究先のサウサンプトン大学国立海洋センター（NOCS）において、共同研究者らと当該研究に関するディスカッションを重ね、さらに現地において、底生生物をモニタリングするための音響計測実験を実施した。また前年度までに開発した海底堆積物内の音波伝搬シミュレーターを改良し、特に底生生物が形成する巣穴中の音波伝搬について検証した。実験室および、フィールドで実施した実験結果と比較して、巣穴の長さの計測においては良い精度を確認した。その一方で、生物種の状態によっては音響計測では検出が困難であるケースもみられ、解決すべき今後の課題としている。
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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、実際に渡英し、施設を見学し、お互いの知見を持ち寄りながら実験の詳細に関する議論ができた。また、現地において、共同研究先が所有する設備と、日本国側が開発した計測システムを組み合わせて、底生生物の音響計測実験が実現した。取得した音響データの解析は概ね完了しており、共同研究先が同時に取得した蛍光パーティクルを用いた発光実験の結果と重ねて、議論を進めているところである。また、以前に別の実験にて共同研究先とともに取得していた音響データについて、機械学習のひとつである3D-CNNを用いた解析を進め、その結果をまとめて査読付き論文に投稿済である。さらに、共同研究先が所有している設備を模倣し、日本国内において同様な実験が可能となるように準備を進めているところである。以上より、概ね順調に進捗していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、今年度取得したデータに対する双方の解析結果を持ち寄って議論し、論文投稿や今後の新しい研究計画の策定に向けた取り組みを進める。海外の共同研究者と議論を深め、また簡易な追加実験を行うために渡英を予定している。現時点では、次年度の９月に渡欧を予定している。また、日本国内でも環境パラメータを制御するための水槽と底生生物の音響モニタリングが可能なシステムを開発し、共同研究先に訪れることなく、日本国内でも同様な実験が可能となるように計画しており、そのための助言を得るための議論を適宜実施する。
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| Causes of Carryover |
国際論文誌の査読機関の影響で次年度使用額が生じたが、掲載料として執行予定である。また、次年度は、当該年度に行った実験の再解析と結果の整理、及び将来計画について打ち合わせを行うために渡英予定であり、主にその渡航費を計上している。
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