2021 Fiscal Year Research-status Report
International joint research on precise frequency comb electromagnetic monitoring technology for phreatic eruption prediction
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21KK0081
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小川 康雄 東京工業大学, 理学院, 教授 (10334525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石須 慶一 東京工業大学, 理学院, 研究員 (80880054)
南 拓人 神戸大学, 理学研究科, 助教 (90756496)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 火山モニタリング / 人工電磁探査 / 周波数コム信号 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本及びニュージーランドは火山国で、火山防災研究への期待が大きい。2014年御嶽山噴火、2018年本白根山噴火、2019年ニュージーランド・ホワイト島噴火は、水蒸気噴火であり、数多くの犠牲者・被災者を出した。水蒸気噴火は、現状ではその前兆を捉えることが困難である。これは、火山体に広がる熱水やガスの分布する構造やその時間変化が、地震や測地の観測から捉えることが難しいことによる。一方、比抵抗は熱水やガスの分布に敏感な物理量であるため、人工電磁場を用いることによって、熱水やガスの分布の時間変動を検知することができる。申請者は、高精度に制御された人工的な周波数コム電磁信号源を用いて、火山体を精密にモニタリングするシステムを構築中である。ニュージーランド国ワイマング地熱地域のインフェルノ火口湖は短期間に湖面が10m上下することが知られており、同システムによるモニター観測に適している。そこで、ニュージーランドのGNS Scienceの研究者と共同して観測を行い、火口湖の熱水系の時間変動を捉える観測を実施する。また共同研究を通じて、精密周波数コム電磁モニタリングシステムに関して、観測方法や解析ソフトウエアの高度化をはかる。
今年度は、現地観測の準備として、現地の共同研究者と実際に現地の予察を行い、送信信号装置や観測点の配置の検討および現地での立入許可の申請を開始する予定であった。ところが、新型コロナウイルスの感染拡大のために日本からの渡航が困難でとなった。そこで、共同研究者の協力を仰いだ。観測ターゲットとなるの地元の土地所有者に実験内容を説明することにより、観測に関して基本的な協力を得ることに成功した。実際の人工電磁信号の観測に関しては、ニュージーランド国GNS Scienceと東京工業大学では同一の測定装置を有することから、時系列解析ソフトウエアに関する情報交換を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスの感染拡大のためにニュージーランドに渡航できず、現地観測のための準備がやや遅れている。しかしながら、ニュージーランドの共同研究者のサポートによって、観測実験に関して地主の基本的な協力を得ることに成功した。
データ解析に関しては、ニュージーランド側と、東工大で同一の観測機材を有しているために、ソフトウエアの交換を行うことができた。
観測データから比抵抗モデルを解析するプログラムについては、逆問題を解析する差分法のプログラムは完成しており、蒸気層が発生することによる高比抵抗化を捉えられることを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２２年度は、現地予察ののちに具体的な送信ダイポール位置および観測点の配置について決定する。実際の実験観測は、2023年1月から3月に予定している。
また実際のニュージーランドでの観測に先立って、すでに東京工業大学が草津白根火山を対象として行っている同様の観測研究について、その観測データを共有することによって、データ解析手法の改良と確立を目指す。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大によって、ニュージーランドに渡航して予察を行うことができなかったため、予算を大幅に繰り越すこととなった。次年度に繰り越して、現地の予察に使用する予定である。
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[Journal Article] Estimation of spatial distribution and fluid fraction of a potential supercritical geothermal reservoir by magnetotelluric data: a case study from Yuzawa geothermal field, NE Japan2022
Author(s)
Ishizu, K., Ogawa, Y., Nunohara, K., Tsuchiya, N., Ichiki, M., Hase, H., Kanda, W., Sakanaka, S., Honkura, Y., Hino, Y., Seki, K., Tseng, K.H., Yamaya, Y., Mogi, T.
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Journal Title
J. Geophys. Res. Solid Earth
Volume: 127
Pages: e2021JB022911
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The 2018 phreatic eruption at Mt. Motoshirane of Kusatsu-Shirane volcano, Japan: eruption and intrusion of hydrothermal fluid observed by a borehole tiltmeter network2021
Author(s)
Terada, A., W. Kanda, Y. Ogawa, T. Yamada, M. Yamamoto, T. Ohkura,H. Aoyama, T. Tsutsui, S. Onizawa
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Journal Title
Earth Planets Space
Volume: 73
Pages: 157
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Simultaneous Analysis of Seismic Velocity and Electrical Conductivity in the Crust and the Uppermost Mantle: A forward Model and Inversion Based on Grid Search2021
Author(s)
Iwamori, H, Ueki, K., Hoshide, T., Sakuma, H., Ichiki, M., Watanabe, T., Nakamura, M., Nakamura, H., Nishizawa, T., Nakao, A., Ogawa, Y., Kuwatani, T., Nagata, K., Okada, T., Takahashi, E
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Journal Title
J. Geophys. Res. Solid Earth
Volume: 126
Pages: e2021JB022307
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Crustal fault valve control of the CO2 rich Erebus volcano phonolite magmatic system, Antarctica2021
Author(s)
Graham Hill, Philip E Wannamaker, Virginia Maris, John A Stodt, Michal A Kordy, Martyn Jonathan Unsworth, Paul Bedrosian, Erin Wallin, Danny F Uhlmann, Yasuo Ogawa, Philip R Kyle
Organizer
AGU Fall Meeting 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Estimation of spatial distribution and fluid fraction of a potential supercritical geothermal reservoir by magnetotelluric data: a case study from Yuzawa geothermal field, NE Japan2021
Author(s)
Keiichi Ishizu, Yasuo Ogawa, Keishi Nunohara, Noriyoshi Tsuchiya, Masahiro Ichiki, Hideaki Hase, Wataru Kanda, Shinya Sakanaka, Yoshimori Honkura, Yuta Hino, Kaori Seki, Kuo Hsuan Tseng, Yusuke Yamaya and Toru Mogi
Organizer
AGU Fall Meeting 2021
Int'l Joint Research
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