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重力/歪・傾斜の連続観測と宇宙線透視の連携で拓く、火山体内部診断学

研究課題

研究課題/領域番号 18H01305
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

大久保 修平  東京大学, 地震研究所, 名誉教授 (30152078)

研究分担者 西山 竜一  東京大学, 地震研究所, 助教 (10835101)
田中 宏幸  東京大学, 地震研究所, 教授 (20503858)
山本 圭吾  京都大学, 防災研究所, 助教 (40283676)
井口 正人  京都大学, 防災研究所, 教授 (60144391)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード重力 / 地殻変動 / 宇宙線透視 / 火山 / マグマ移動 / 地下水 / 潮汐 / 火道 / 火山噴火 / マグマ
研究成果の概要

重力変動から火山活動起源のシグナルを抽出するために、地下水変動がもたらす重力擾乱を適切に補正する手法を開発した。こうして得られた重力変動データと地殻変動の連続観測データにもとづいて、火山活動にともなうマグマの移動を追跡する手法を開発した。
これを用いて、2018年3月の霧島新燃岳噴火のデータを解析したところ、溶岩が火口から流出を開始する6~12時間前に、新燃岳西方約5km、深さ7km付近の領域に深部からマグマと考えられる物質が注入されたことがわかった。
桜島火山の重力シグナルから火道内マグマ頭位の標高を推定し、2016年に定常的な噴火活動から、非定常活動に移行したことと符合する結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

火山活動を解明するうえで、地震活動や地殻変動にもとづく研究は重要であることは確かであるが、その一方で、それらはあくまでも力学モデルに基づくものであって、マグマの移動そのものを直接的に検知するものではないという弱点があった。本研究では、物質移動そのものに感度を有する物理量である重力を用いて、時間的に連続かつ1時間程度という高い分解能で、マグマの移動を追跡したという学術的な意義がある。
社会的には、火山噴火のメカニズムの解明を通じて災害軽減につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Deformation of an infinite elastic cone due to a point pressure source buried on the axis: implications to volcanic deformation2023

    • 著者名/発表者名
      R. Nishiyama
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 232(2) 号: 2 ページ: 1129-1139

    • DOI

      10.1093/gji/ggac379

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Muography for a dense tide monitoring network2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Hiroyuki K. M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10373-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sequence of Volcanic Activity of Sakurajima Volcano, Japan, as Revealed by Non-Eruptive Deflation2022

    • 著者名/発表者名
      Iguchi Masato、Yamada Taishi、Tameguri Takeshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 10 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3389/feart.2022.727909

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Advances in gravity analyses for studying volcanoes and earthquakes2020

    • 著者名/発表者名
      OKUBO Shuhei
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy. Ser. B: Physical and Biological Sciences

      巻: 96 号: 2 ページ: 50-69

    • DOI

      10.2183/pjab.96.005

    • NAID

      130007796067

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 年月日
      2020-02-10
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muographic Observation of Density Variations in the Vicinity of Minami-Dake Crater of Sakurajima Volcano2019

    • 著者名/発表者名
      Olah L., Tanaka H.K. M., Hamar G, Varga Dezs
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 14 号: 5 ページ: 701-712

    • DOI

      10.20965/jdr.2019.p0701

    • NAID

      130007687159

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • 年月日
      2019-08-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Plug Formation Imaged Beneath the Active Craters of Sakurajima Volcano With Muography2019

    • 著者名/発表者名
      Olah L.,Tanaka H. K.M.,Ohminato T. Hamar G., Varga D.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 17-18 ページ: 10417-10424

    • DOI

      10.1029/2019gl084784

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 富士山頂における絶対重力観測-その学術的・技術的意義と地震・火山観測への展開2019

    • 著者名/発表者名
      大久保修平
    • 雑誌名

      山梨県富士山科学研究所国際シンポジウム2018-火山モニタリング観測と火山活動予測-報告書

      巻: - ページ: 72-103

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 海洋島の地下水潮汐のハイブリッドモデリング― 桜島島内の観測を用いた検証2022

    • 著者名/発表者名
      大久保修平, 山本圭吾, 井口正人
    • 学会等名
      日本測地学会第138回講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Diagnosis of Conduit State of Sakurajima Volcano Using Continuous Records on Gravity and Crustal Movements and Muon Radiography2019

    • 著者名/発表者名
      Okubo, S., K. Yamamoto, M. Iguchi, H. Tanaka.
    • 学会等名
      General Assembly of IUGG 2019, Montreal
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Forecasting Volcanic Eruption of Sakurajima Volcano Based on Magma Intrusion Rate in Recent 100 Years2019

    • 著者名/発表者名
      Iguchi, M. T. Tameguri, J.Hirabayashi, H. Nakamichi
    • 学会等名
      General Assembly of IUGG 2019, Montreal
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 絶対重力の長期変動から読み解く桜島の火山活動(2009年~2018年)2019

    • 著者名/発表者名
      大久保 修平, 山本 圭吾, 井口 正人, 田中 愛幸, 今西 祐一, 西山 竜一, 安藤 美和子, 渡邉 篤志
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合合同大会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地盤変動に続く地震活動に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      井口正人
    • 学会等名
      日本火山学会 2019 年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Absolute gravity on the top of Mt. Fuji - its scientific and technical implications to the studies on earthquake and active volcanoes2018

    • 著者名/発表者名
      大久保修平
    • 学会等名
      MFRI International Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 霧島新燃岳2017年噴火後の重力変化2018

    • 著者名/発表者名
      大久保修平・安藤美和子
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-11-20  

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