2012 Fiscal Year Annual Research Report
火山と断層の３Ｄ診断学－宇宙線透視と高品位重力観測の連携による新展開
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23244092
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大久保 修平 東京大学, 地震研究所, 教授 (30152078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 宏幸 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20503858)
今西 祐一 東京大学, 地震研究所, 准教授 (30260516)
寺家 孝明 国立天文台, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (40425400)
田中 愛幸 東京大学, 地震研究所, 助教 (90508350)
武多 昭道 東京大学, 地震研究所, 助教 (30589271)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 観測手法 / 宇宙線透視 / 重力 / 火山 / 地震 |
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| Research Abstract |
桜島を南西方向から見た断面についての平均密度を得るため、ミューオン観測を継続し、本計画終了時までには十分なデータの蓄積が図られる見通しを得た。また、昭和新山における3次元イメージングの高度化のため、乾板と鉛板を交互に複数重ねた新型の多層型乾板検出器を開発し、山麓に4ヶ月間設置した。この多層型乾板検出器では、ミューオン観測にとってノイズとなる低エネルギー粒子の飛跡を積極的に曲げ、ノイズを低減する事ができる仕様である。予備解析から、実際にノイズが低減していることが確認され、より信頼性の高い火山観測をするうえで重要な意義を持つ。この観測で2方向からのミューオン観測データが得られ、現在それを解析中である。
断層探査のためのボアホール用宇宙線観測装置については、前年度開発したプロトタイプを改良し、直方体型シンチレーターストリップを2チャンネル組み合わせた耐水型検出器を製作した。それを弥生観測井ボアホールに挿入して試験観測を行い、深度と透過ミューオン強度の関係から、周囲の地盤密度を求めることに成功した。得られた地盤密度は、過去の掘削調査結果とよく一致した。これは断層調査を進めるうえで、最初の一歩としての意義をもつ。
桜島における絶対重力観測を継続実施し、同時に高精度重力にとってノイズとなる、降雨や地下水起源の重力擾乱を除去するために、土壌水分計による観測や気象観測を実施した。これに加えて、宇宙線軟成分（電子、陽電子、ガンマ線から成る電磁成分）を用いて、重力計が置かれた観測坑道直近上方の土壌水分検出装置を開発した。桜島有村観測坑での試験観測の結果では、降雨開始2時間後に地下水面が20cm上昇し、その後6時間程度かけて下降することを見出した。これにより、地下水流を観測する新たな手法の原理的な検証に成功したという点で、重要な成果である。
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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
桜島におけるミューオン観測を着実に継続し、本計画終了時までには、十分なデータの蓄積が図られる見通しが得られた。また、昭和新山における3次元イメージングの高度化のため、乾板と鉛板を交互に複数重ねた新型の多層型乾板検出器の開発に成功した。これを用いて、計画どおり、2方向からのミューオン観測データが得られた。
断層探査のためのボアホール用宇宙線観測装置については、浅部30mという限られた範囲ではあるが、周囲の地盤密度を求めることに成功し、その結果は過去の掘削調査結果とよく一致した。
桜島における絶対重力観測を継続実施し、同時に高精度重力にとってノイズとなる、降雨や地下水起源の重力擾乱を除去するために、土壌水分計による観測や気象観測を実施した。これに加えて、宇宙線軟成分（電子、陽電子、ガンマ線から成る電磁成分）を用いて、重力計が置かれた観測坑道直近上方の土壌水分検出装置を開発した。桜島有村観測坑での試験観測の結果では、降雨開始2時間後に地下水面が20cm上昇し、その後6時間程度かけて下降することを見出した。これにより、地下水流を観測する新たな手法の原理的な検証に成功したという点で、重要な成果であり、計画が順調に進んだ。
以上により、当初計画はほぼ順調に達成された。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に取得した霧島火山の重力データに基づく、火山活動の定量的モデリングを進める。また、同火山の宇宙線ミューオンによるイメージングの可能性を検討し、可能ならば実行する。
重力連続データの高品位化のため、地下水補正の高度化にさらに努める。とくに宇宙線軟成分を用いた水分観測の精度を向上させる。また、桜島火山について、他の地球科学的観測量も可能な限り、統一的に説明するモデルをつくる。活発な活動を続ける桜島火山については、今後も連続重力観測を継続する。
ミューオンセンサーの開発については、ボアホール観測の実用化を目指した開発研究を継続する。また、それとは別に地上設置の低雑音型ミューオンセンサーの一層の高度化に関する開発研究も継続する。
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[Journal Article] Absolute Gravity Variation at Sakurajima Volcano from April 2009 through January 2011 and its Relevance to the Eruptive Activity of Showa Crater2013
Author(s)
Okubo, S., T. Kazama, K. Yamamoto, M. Iguchi, Y. Tanaka, T. Sugano, Y. Imanishi, Wenke Sun, M. Saka, A. Watanabe and S. Matsumoto
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Journal Title
Bull. Volcanol. Soc. Japan
Volume: 58
Pages: 153-162
Peer Reviewed
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