宇宙線ミュオンラジオグラフィー・トモグラフィーによる火山噴火ダイナミクスの解明

• 研究課題/領域番号: 06J10242
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 宏幸 東京大学, 地震研究所, 特任助教
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 宇宙線ミュオン / ラジオグラフィー / 火山 / 宇宙線 / ラジオグラフィ / トモグラフィー / ミュオン

研究概要

火山体内部の密度の高低によって宇宙線ミュオンの吸収率が異なる事を利用して、国内で最も活発な活火山のひとつである浅間山山頂付近と世界的に有名な有珠山溶岩ドーム、昭和新山を対象に水平方向から飛来する宇宙線ミュオンを用いてラジオグラフィーイメージングに成功した。浅間山では、一般に溶けた岩石であるマグマと周囲の火山灰が降り積もった領域との間の密度差及び、マグマの通り道と周囲の領域との密度差を明確に捕らえた。これにより、噴火後マグマがマグマ溜りへと吸い込まれていく火山性破砕物のフォールバックメカニズムなどを視覚的に明らかにした。結果は地球科学分野で非常に高い評価を受けている国際雑誌Earth and Planetary Science Letters(2007)に掲載された。一方、昭和新山溶岩ドームの像ではマグマの通り道が空洞ではなく固結したマグマで満たされていることが分かり、浅間山とは対照的なイメージが得られた。これは浅間山と有珠山の間でのマグマの粘性の違いによるものと考えられる。有珠山の観測では世界に先駆けて噴火形態をコントロールする火道の形状をイメージングすることに成功した。結果は地球物理学分野で非常に高い評価を受けている国際雑誌Geophysical Research Letters(2007)に掲載された。

研究成果

• [雑誌論文] High resolution imaging in the inhomogeneous crust with cosmic-raymuon radiography:the density structure below the volcanic crater floor of Mt.Asama,Japan (2007)
  • 著者名/発表者名: H.K.M.Tanaka, 他
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 263 ページ: 104-113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging the Conduit Shape beneath the Dome with Cosmic-ray Muons:the Stricture beneath Showa-Shinzan Lava Dome,Japan (2007)
  • 著者名/発表者名: H.K.M.Tanaka, 他
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an emulsion imaging system for cosmic-ray muon radiography to explore the internal structure of a volcano, Mt. Asama (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中宏幸 他
  • 雑誌名: NUCLEAR INSTRUMENTS AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A : ACCELERATORS, SPECTROMETERS, DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT 575 ページ: 489-497