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New insight into atmospheric seismology through the comparison of pressure and seismic data between the Earth and Mars

Research Project

Project/Area Number 22KJ0745
Project/Area Number (Other) 22J01022 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小野寺 圭祐  東京大学, 地震研究所, 特別研究員(PD) (00967036)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords火星 / 固気カップリング / 大気重力波 / 惑星地震
Outline of Research at the Start

本研究では大気と固体惑星表面との相互作用によって発生する地震に焦点を当てる。地球では、気圧変動に伴う地面の変形が1970年代より観測され、近年、NASAのインサイトミッションにおいて、火星でも同様の現象が確認された。ある気圧変動に対する地面の変形度合いを調べることで地下の硬さ(弾性的構造)を調べることができる点において、この現象は大気を持つ惑星の地下構造探査において重要視されている。一方で、特に局所的な気圧変動(つむじ風)に伴う地震波の発生メカニズムや大気環境の異なる地球と火星の差異についてはわかっていない。本研究では、地球と火星の圧力・地震データの比較・解析を通してこれらの謎の解明に挑む。

Outline of Annual Research Achievements

研究計画の二年目にあたるR5年度は、前年度に作成した火星の局所低気圧のイベントカタログを用い、当該現象の特徴記載と大気-固体カップリング現象を利用した地下構造の推定を行った。成果は国際学会や国際学術誌にて報告した。
今年度は解析の対象を局所低気圧(数百mスケール)から大気重力波(数十kmスケール)に拡張し、長周期帯(周期1000秒程度)での固気カップリング現象という火星科学では未だ理解が進んでいない分野の発展に従事している。より大規模な現象を扱うことで、局所低気圧よりも深部の構造推定に活用できることが期待される。また、今までの火星大気重力波の研究では、衛星や着陸機により撮影された画像や探査機の記録した気圧データを用いた研究が主流であったのに対し、本研究では地震データという全く新しい切り口から当現象を調査しており、他の研究とは一線を画す成果が期待される。
以上に加え、地球の大気波動現象との比較のため2022年1月15日に発生したフンガ・トンガ火山の噴火に伴い励起されたラム波の解析も開始した。本解析は水平方向の気圧勾配による地震計の傾斜成分を抽出することで、観測点が一点であったとしても、ラム波の到来方向を見積もることが可能かどうかの検証を行うことを目的としている。これは「火星において一つの地震計のデータからいかに気象現象について理解を深められるか」という本研究の根幹を成す問いにおいて重要な観点である。
次年度には地球の大気波動現象への理解を深めた上で火星大気重力波に関する議論を展開できると考える。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

共同研究者と定期的に議論の場を設け、様々な観点から意見交換することができているため、計画通りスムーズに研究が進んでいると考える。

Strategy for Future Research Activity

計画最終年度となる次年度は火星大気重力波の解析および地球の大気波動現象との比較の2テーマに注力し、火星における大気励起地震への理解を更に推し進めていきたい。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (8 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] パリ地球物理研究所(フランス)

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  • [Int'l Joint Research] Black Forest Observatory/DLR(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] University of Bristol(英国)

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  • [Int'l Joint Research] Institut de Physique du Globe Paris/ISAE-SUPAERO/Institut Pierre-Simon Laplac(フランス)

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  • [Int'l Joint Research] Black Forest Observatory(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] NASA/California Institute of Technology,/Cornell Universit(米国)

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  • [Int'l Joint Research] Geociencias Barcelona, Barcelona(スペイン)

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  • [Int'l Joint Research] University of Bristol(英国)

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  • [Journal Article] The In Situ Evaluation of the SEIS Noise Model2024

    • Author(s)
      B. Pinot et al.
    • Journal Title

      Space Science Reviews

      Volume: 220 Issue: 3

    • DOI

      10.1007/s11214-024-01056-3

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Description of Martian Convective Vortices Observed by InSight and Implications for Vertical Vortex Structure and Subsurface Physical Properties2023

    • Author(s)
      K. Onodera et al.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Planets

      Volume: 128 Issue: 8

    • DOI

      10.1029/2023je007896

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characterization of Martian Convective Vortices Using InSight's Seismic and Meteorological Data2023

    • Author(s)
      K. Onodera, K. Nishida, T. Kawamura, N. Murdoch, R. Otsuka, M. Drilleau, M. Schimmel, S. Carrasco, G. Sainton, A. Horleston, S. Tanaka, T. Mitani, C. Perrin, E. Stutzmann, S. Rodriguez, R. Lorenz, A. Spiga, P. Lognonne, W.B. Banerdt
    • Journal Title

      Proceedings of Lunar and Planetary Science Conference

      Volume: XXXXXIV Pages: 1345-1345

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigating subsurface structure at the InSight landing site with multiple datasets2024

    • Author(s)
      W. Xiao et al.
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society 2024
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Description of Atmospheric Gravity Waves on Mars Based on InSight Seismic & Meteorological Observations2024

    • Author(s)
      K. Onodera et al.
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society 2024
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Assessment of two-dimensional ground rigidity around the InSight landing site via compliance analysis on convective vortices2024

    • Author(s)
      R. Otsuka et al.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2024
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Assessment of atmospheric-driven ground noises for Dragonfly’s seismic observation on Titan2024

    • Author(s)
      K. Onodera et al.
    • Organizer
      Annual Meeting of Seismological Society of America 2024
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ground deformation caused by atmospheric gravity waves on Mars: An independent assessment of Martian Crustal Rigidity2024

    • Author(s)
      K. Onodera et al.
    • Organizer
      Annual Meeting of Seismological Society of America 2024
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-scale investigation of the InSight landing site on Mars2024

    • Author(s)
      S. Carrasco et al.
    • Organizer
      European Geosciences Union
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Seismic detection of Atmospheric Gravity Waves on Mars2024

    • Author(s)
      K. Onodera et al.
    • Organizer
      Lunar Planetary Science Conference 55th
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 火星の地震・内部構造:InSightでわかったことと将来探査2024

    • Author(s)
      川村太一他
    • Organizer
      Symposium on Planetary Sciences
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      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] InSightで観測された旋風の特徴:機械学習に基づく分類とその解釈2023

    • Author(s)
      大塚他
    • Organizer
      日本惑星科学会秋学会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Machine learning-based classification of the Martian dust devils observed by InSight: Implication for better estimation of the Martian subsurface structure2023

    • Author(s)
      R. Otsuka et al.
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In-situ investigations of Martian regolith using seismic and acoustic measurements2023

    • Author(s)
      N. Murdoch et al.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2023
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      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Characterization of the Martian dust devils observed by InSight: Machine learning-based classification2023

    • Author(s)
      R. Otsuka et al.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2023
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Machine learning-based classification of the Martian dust devils observed by InSight: Implication for better estimation of the Martian subsurface structure2023

    • Author(s)
      R. Otsuka, K. Onodera, S. Tanaka, T. Kawamura
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of the Martian dust devils observed by InSight: Machine learning-based classification2023

    • Author(s)
      R. Otsuka, K. Onodera, S. Tanaka, T. Kawamura
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of Martian convective vortices using InSight’s seismic and meteorological data2023

    • Author(s)
      K. Onodera, K. Nishida, T. Kawamura, N. Murdoch, R. Otsuka, M. Drilleau, M. Schimmel, S. Carrasco, G. Sainton, A. Horleston, S. Tanaka, T. Mitani, C. Perrin, E. Stutzmann, S. Rodriguez, R. Lorenz, A. Spiga, P. Lognonne, W. B. Banerdt
    • Organizer
      Lunar Planetary Science Conference
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Dragonfly DragMetSeisの地震観測が目指すサイエンス2023

    • Author(s)
      川村太一, 田中智, 白石浩章, 三谷烈史, 村上英記, 小野寺圭祐, 鎌田 俊一, 木村淳, 黒川宏之, 関根康人, 辻健, 西田究
    • Organizer
      惑星圏シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 土星衛星タイタン着陸ミッションDragonfly搭載地震計が目指すサイエンス2023

    • Author(s)
      小野寺圭祐, 川村太一, 田中智, 白石浩章, 三谷烈史, 村上英記, 鎌田俊一, 木村淳, 関根康人, 辻健, 西田究, Ralph Lorenz
    • Organizer
      宇宙科学シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Systematical catalog of Martian convective vortices observed by InSight2022

    • Author(s)
      K. Onodera, K. Nishida, T. Kawamura, N. Murdoch, R. Otsuka, S. Carrasco, G. Sainton, A. Horleston, M. Schimmel, S. Tanaka, T. Mitani, S. Rodriguez, M. Drilleau, C. Perrin, E. Stutzmann, R. Lorenz, P. Lognonne
    • Organizer
      InSight Science Team Meeting 25
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NASA土星衛星タイタン探査ミッションDragonflyの紹介 - 氷衛星における地震観測の実現に向けて -2022

    • Author(s)
      小野寺圭祐, 白石浩章, 田中智, 川村太一, 三谷烈史, 村上英記, 山田竜平, 鎌田俊一, 木村淳, 黒川宏之, 西田究, 関根康人, 辻健, Ralph Lorenz
    • Organizer
      日本地震学会秋学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] NASA火星内部構造探査InSightで取得された地震および気象データの利用案内2022

    • Author(s)
      小野寺圭祐, 川村太一
    • Organizer
      日本地震学会秋学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] InSightで観測された火星の局所低気圧の地震学及び気象学的記載2022

    • Author(s)
      Keisuke Onodera, Taichi Kawamura, Kiwamu Nishida, Naomi Murdoch, Ryoji Otsuka, Satoshi Tanaka, Clement Perrin, Gregory Sainton, Sebastian Carrasco, Melanie Drilleau, Ralph Lorenz, Takefumi Mitani, Sebastien Rodriguez, Martin Schimmel, Eleonore Stutzmann, Philippe Lognonne
    • Organizer
      日本惑星科学会秋学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 火星探査機インサイトの地震および気象データからみるダストデビルの特徴2022

    • Author(s)
      大塚亮治, 小野寺圭祐, 田中智, 川村太一
    • Organizer
      日本惑星科学会秋学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Subsurface structure at the InSight landing site estimated from compliance analysis of Martian convective vortices2022

    • Author(s)
      K. Onodera, T. Kawamura, P. Lognonne, M. Drilleau, N. Murdoch, M. Plasman, C. Perrin, M. Schimmel, E. Stutzmann, Z. Xu, R. F. Garcia, M. Vincent, A. Jacob, A. Lucas, S. Rodriguez, M. Panning, W. B. Banerdt
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/keisuke.onodera

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      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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