2021 Fiscal Year Annual Research Report
Monitoring and evaluation of volcanic activity using UAV magnetotelluric survey
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21H04602
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| Research Institution | Hot Springs Research Institute of Kanagawa Prefecture |
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Principal Investigator |
萬年 一剛 神奈川県温泉地学研究所, 研究課, 主任研究員 (70416080)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南 拓人 神戸大学, 理学研究科, 助教 (90756496)
宇津木 充 京都大学, 理学研究科, 助教 (10372559)
道家 涼介 神奈川県温泉地学研究所, 研究課, 主任研究員 (00604109)
藤本 光一郎 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (80181395)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | ドローン / 電磁探査 / 熱水系 / 水蒸気噴火 / 火山 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
調査地の箱根火山大涌谷噴気地帯では2008年頃から、地上設置型のCSAMT探査による地下の比抵抗分布解析が何回か実施され、火山活動の消長に応じて、比抵抗分布も変化していることが明らかになっている。本研究課題では、ドローン搭載型電磁探査により、こうした比抵抗分布変化を高時間分解能で明らかにし、噴火切迫性評価に結びつけることを目標としている。このため、ドローン搭載型電磁探査が、CSAMT探査と少なくとも同等の探査深度と分解能を有するよう改良を図ることが最終目標のひとつとなる。
一方、大涌谷における従来のCSAMT探査は南北に伸びた（＝南北走向）発振源からの電磁波を観測点で受信し、比抵抗構造の南北断面を取得してきた。しかし、大涌谷には東西にロープウェイが走っているため、南北方向にドローンを飛行させると、ロープウェイを横断する形になり安全面から好ましくない。そのため、ドローン電磁探査の運用を考えると、東西走行の発振源と断面取得に移行する必要がある。
そこで、本年度は（１）新たに東西走行の発振源を構築すること、（２）CSAMT探査で東西走行の発振源と南北走行の発振源で得られる比抵抗構造に相違がないか確認すること、（３）CSAMT探査とドローン探査で同等の探査深度と分解能が得られるかを確認すること、の３つの課題に取り組んだ。
この結果、（１）については、構築して探査が実施出来た。（２）に関しては大きな相違が見られない結果が得られたが今後精査する。（３）については、探査領域の比抵抗が低いことや、原因不明のノイズにより、ドローン搭載型電磁探査では測線の半分以上で探査深度がCSAMT探査に比べて劣る結果となった。
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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
今回の探査で、大涌谷の南東ではドローンによる比抵抗探査でも300mを越える探査深度が得られたが、大涌谷の主要部から西および北にかけての広い地域で、探査深度が100mに満たなかった。その原因として、大涌谷地下の比抵抗が低いことと、大涌谷付近で人工的なノイズがあり、解析を難しくしていることの2点が明らかになった。初年度である今年度でドローン搭載型電磁探査の当面の問題点が以上の２つに絞り込めたので、今後はそれを回避する方法の検討に着手できる。また、探査測線を南北走向から東西走向に移設する目途がついた。これらのことは、本研究計画が順調に進展していることを示唆している。
このほか、同時に実施したCSAMT探査は2018年以降で初めてのもので、2015年噴火後2回目の探査であったが、噴火の原因となった蒸気ポケットやキャップロック領域の比抵抗が減少していることがわかった。これは地中温度の低下ないし液相分率の増加と解釈でき、噴火後の噴気減衰と調和的といえる。このような噴火後の地下の比抵抗構造の変化の観測は、世界的にも珍しいと考えられ、火山学的にも貴重なデータ収集ができたものと評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ドローン搭載型電磁探査の探査深度が想定より小さかったのは、１）大涌谷噴気地帯の比抵抗が低いことと、２）原因不明のノイズが除去できなかったこと、の２点が考えられる。１）については(a)発振源の接地電極数を多くして通電電流を増加させる、(b)３次元逆解析を適用する、等の対応が考えられる。2）については、大涌谷に多数設置されている地すべりモニタリング関係の観測施設が原因の可能性があり、(c)問題となったノイズ発振源の特定と、(d)ノイズを効率よく除去できる信号サイクルでの測定、が考えられる。来年度以降はこれらの課題について取り組む。
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