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海底電磁場データを利用した西之島の火山活動の解明と噴火予測

研究課題

研究課題/領域番号 18H01319
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
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

多田 訓子  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 副主任研究員 (00509713)

研究分担者 馬場 聖至  東京大学, 地震研究所, 准教授 (70371721)
市原 寛  名古屋大学, 環境学研究科, 講師 (90553074)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
キーワード西之島 / 海域火山 / 海底電磁気観測 / 空中磁気探査 / 空中ドローン / 磁気異常 / 三次元磁化構造 / 海底電位磁力計 / 3次元磁化構造 / 漂流シミュレーション / 海底電磁場観測 / 空中磁気測量 / 火山内部構造 / 大陸地殻形成史 / 海底電位磁力計(OBEM) / ドローン / 磁化構造 / 漂着 / 火山活動による電磁場変動 / OBEM / VTM / 海底magnetotelluric法 / 火山活動モニタリング
研究成果の概要

2020年12月末までに、西之島周辺海域の21地点に海底電磁場観測装置を設置し、そのうちの16台を自己浮上で回収した。さらに1台は、2021年2月に約1,700km離れた西表島の海岸で発見された。機器に付着していた生物と漂流シミュレーションから、漂着していた機器が海底から浮上したのは、2020年の西之島噴火の活動時期と一致する可能性が示唆された。
西之島の島部分の浅部構造を明らかにするために、2019年9月に西之島上空で全磁力計を搭載したドローンを使った空中磁気探査を実施した。西之島の対地約100mで全磁力分布を取得して解析した結果、西之島周囲の顕著な磁気異常を発見し、三次元磁化構造を求めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究期間中に西之島で起こった噴火は、申請時では誰も想像していなかったほど大規模で、噴火形式が途中で変化し、西之島の姿形もすっかり変化してしまった。
そんな中、海底に設置していた機器が海底を数km移動したり、西表島まで漂流したりという前代未聞の現象が起きたため、それらを詳細に分析することで、新たな視点で火山の活動について研究するきっかけになった。また、ドローンを使った空中磁気探査という最新技術の導入で、世界で初めて海洋島で磁気異常探査を行った。
機器の漂流期間・経路の研究は、海域火山から流れてくる軽石による災害を防ぐための漂流予測への応用に発展している。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Shallow resistivity structure around the 2018 craters of Mt. Motoshirane of Kusatsu-Shirane Volcano, Japan, revealed by audio-frequency magnetotellurics2023

    • 著者名/発表者名
      Honda, A., Kanda, W., Koyama, T., Takakura, S., Matsunaga, Y., Nishizawa, T., Ikezawa, S.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 75 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01799-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent volcanic activity at the Asama volcano and long-period seismic signals2022

    • 著者名/発表者名
      Takeo, M., Aoki, Y., and Koyama, T.
    • 雑誌名

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

      巻: 98 号: 8 ページ: 416-438

    • DOI

      10.2183/pjab.98.022

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 年月日
      2022-10-11
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetization Structure and its Temporal Change of Miyakejima Volcano, Japan, Revealed by Uncrewed Aerial Vehicle Aeromagnetic Survey2022

    • 著者名/発表者名
      Koyama Takao、Kaneko Takayuki、Ohminato Takao、Watanabe Atsushi、Honda Yoshiaki、Akiyama Takahiro、Tanaka Shinichi、Gresse Marceau、Uyeshima Makoto、Morita Yuichi
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 17 号: 5 ページ: 644-653

    • DOI

      10.20965/jdr.2022.p0644

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • 年月日
      2022-08-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An ultra-high-resolution autonomous uncrewed helicopter aeromagnetic survey in Izu-Oshima Island, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Koyama Takao、Kaneko Takayuki、Ohminato Takao、Yasuda Atsushi、Ogawa Tsutomu、Watanabe Atsushi、Sakashita Shikou、Takeo Minoru、Yanagisawa Takatoshi、Honda Yoshiaki、Kajiwara Koji
    • 雑誌名

      Journal of Volcanology and Geothermal Research

      巻: 425 ページ: 107527-107527

    • DOI

      10.1016/j.jvolgeores.2022.107527

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phreatic volcanic eruption preceded by observable shallow groundwater flow at Iwo-Yama, Kirishima Volcanic Complex, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Aizawa Koki、Muramatsu Dan、Matsushima Takeshi、Koyama Takao、Uyeshima Makoto、Nakao Shigeru
    • 雑誌名

      Communications earth & environment

      巻: 3 号: 1

    • DOI

      10.1038/s43247-022-00515-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-scale magmatic hydrothermal system of Kusatsu-Shirane Volcano, Japan, revealed by broadband magnetotellurics2022

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga, Y., Kanda, W., Koyama, T., Takakura, S., Nishizawa, T.
    • 雑誌名

      Journal of Volcanology and Geothermal Research

      巻: 429 ページ: 107600-107600

    • DOI

      10.1016/j.jvolgeores.2022.107600

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magmatic fluid pathways in the upper crust: insights from dense magnetotelluric observations around the Kuju Volcanoes, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Aizawa Koki、Utsugi Mitsuru、Kitamura Keigo、Koyama Takao、Uyeshima Makoto、Matsushima Nobuo、Takakura Shinichi、Inagaki Haruhiro、Saito Hiroki、Fujimitsu Yasuhiro
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 228 号: 2 ページ: 755-772

    • DOI

      10.1093/gji/ggab368

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aeromagnetic survey in Kusatsu-Shirane volcano, central Japan, by using an unmanned helicopter2021

    • 著者名/発表者名
      Koyama Takao、Kanda Wataru、Utsugi Mitsuru、Kaneko Takayuki、Ohminato Takao、Watanabe Atsushi、Tsuji Hiroshi、Nishimoto Taro、Kuvshinov Alexey、Honda Yoshiaki
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01466-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 自律型無人ヘリコプターを用いた火山空中磁気測量2021

    • 著者名/発表者名
      Koyama Takao、Kaneko Takayuki、Ohminato Takao、Watanabe Atsushi、Yanagisawa Takatoshi、Honda Yoshiaki
    • 雑誌名

      物理探査

      巻: 74 号: 0 ページ: 115-122

    • DOI

      10.3124/segj.74.115

    • NAID

      130008137511

    • ISSN
      0912-7984, 1881-4824
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal and Magmatic System of a Volcanic Island Inferred From Magnetotellurics, Seismicity, Self‐potential, and Thermal Image: An Example of Miyakejima (Japan)2021

    • 著者名/発表者名
      Gresse Marceau、Uyeshima Makoto、Koyama Takao、Hase Hideaki、Aizawa Koki、Yamaya Yusuke、Morita Yuichi、Weller Derek、Rung‐Arunwan Tawat、Kaneko Takayuki、Sasai Yoichi、Zlotnicki Jacques、Ishido Tsuneo、Ueda Hideki、Hata Maki
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 号: 6

    • DOI

      10.1029/2021jb022034

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetization structure of Nishinoshima volcano, Ogasawara island arc, obtained from magnetic surveys using an unmanned aerial vehicle2021

    • 著者名/発表者名
      Tada Noriko、Ichihara Hiroshi、Nakano Masaru、Utsugi Mitsuru、Koyama Takao、Kuwatani Tatsu、Baba Kiyoshi、Maeno Fukashi、Takagi Akimichi、Takeo Minoru
    • 雑誌名

      Journal of Volcanology and Geothermal Research

      巻: 419 ページ: 107349-107349

    • DOI

      10.1016/j.jvolgeores.2021.107349

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Drift of an ocean bottom electromagnetometer from the Bonin to Ryukyu Islands: estimation of the path and travel time by numerical tracking experiments2021

    • 著者名/発表者名
      Tada Noriko、Nishikawa Haruka、Ichihara Hiroshi、Watanabe Hiromi Kayama、Kuwatani Tatsu
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01552-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Imaging of a serpentinite complex in the Kamuikotan Zone, northern Japan, from magnetotelluric soundings2021

    • 著者名/発表者名
      Ichihara Hiroshi、Mogi Toru、Uchida Toshihiro、Satoh Hideyuki、Yamaya Yusuke、Fujii Masakazu、Yamazaki Shusaku、Okazaki Kenji、Tada Noriko
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01482-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two independent signals detected by ocean bottom electromagnetometers during a non-eruptive volcanic event: Ogasawara Island arc volcano, Nishinoshima2020

    • 著者名/発表者名
      Baba Kiyoshi、Tada Noriko、Ichihara Hiroshi、Hamano Yozo、Sugioka Hiroko、Koyama Takao、Takagi Akimichi、Takeo Minoru
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01240-z

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Aeromagnetic survey of Nishinoshima volcano by using drone in 20192023

    • 著者名/発表者名
      Tada, N., Ichihara, H., Nakano, M., Utsugi, M., Koyama, T., Kuwatani, T., Baba, K., Maeno, F., Takagi, A., Takeo, M.
    • 学会等名
      IAVCEI2023
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation on uncertainty of three-dimensional magnetotelluric forward modeling for practical conductivity structure models2022

    • 著者名/発表者名
      馬場聖至
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無人ヘリコプターを用いた伊豆大島高解像空中磁気測量の再解析2022

    • 著者名/発表者名
      小山崇夫,金子隆之,大湊隆雄,安田敦,小河勉,渡邉篤志,坂下至功,武尾実,柳澤孝寿,本多嘉明,梶原康司
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ドローンを用いた空中磁気測量による三宅島磁化構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      小山崇夫,金子隆之,大湊隆雄,渡邉篤志,本多嘉明,秋山峻寛,田中伸一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 西之島から西表島まで漂流した海底電位磁力計から明らかになったこと2022

    • 著者名/発表者名
      多田訓子, 西川悠, 渡辺裕美, 市原寛, 桑谷立
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] On synthetic marine magnetotelluric inversion study: reproduction of error in data2021

    • 著者名/発表者名
      馬場聖至
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無人ヘリコプターによる草津白根山空中磁気測量2021

    • 著者名/発表者名
      小山崇夫, 神田 径, 宇津木 充, 金子隆之, 大湊隆雄, 渡邉篤志, 辻 浩, 西本太郎, 本多嘉明
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2018年9月ー2020年12月のOBEMを設置していた期間に、西之島周辺の海底で何が起こったのか?2021

    • 著者名/発表者名
      多田 訓子、馬場 聖至、富士原 敏也、田村 芳彦、金松 敏也、吉田 健太、高木 朗充、前野深
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Aeromagnetic survey of Nishinoshima volcano by using drone: the current situation and future outlook2021

    • 著者名/発表者名
      多田 訓子、市原 寛、中野 優、宇津木 充、小山 崇夫、桑谷 立、馬場 聖至、前野 深、高木 朗充、武尾 実
    • 学会等名
      第150回地球電磁気・地球惑星圏学会総会・講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Ocean bottom electromagnetotmeters of Earthquake Research Institute2020

    • 著者名/発表者名
      Baba Kiyoshi
    • 学会等名
      JpGU-AGU joint meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The initial report of aeromagnetic studies for Nishinoshima2020

    • 著者名/発表者名
      Noriko Tada, Hiroshi Ichihara, Takao Koyama, Kiyoshi Baba, Akimichi Takagi, Fukashi Maeno, Minoru Takeo
    • 学会等名
      JpGU-AGU joint meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空中ドローン磁気観測による西之島の磁化構造2020

    • 著者名/発表者名
      多田 訓子, 市原 寛, 中野 優, 宇津木 充, 小山 崇夫, 馬場 聖至, 高木 朗充, 前野 深, 武尾 実
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ocean bottom electromagnetometers recorded signals possibly associated with eruptive and non-eruptive events of Nishinoshima Island volcano, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Baba, K., Tada, N., Ichihara, H., Hamano, Y., Sugioka, H., Koyama, T., Takagi, A., and Takeo, M.
    • 学会等名
      27th International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) General Assembly
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Volcanic activity of Nishinoshima volcano in Izu-Bonin arc estimated by VTM and OBEMs observation2018

    • 著者名/発表者名
      N Tada, K Baba,Y Hamano,H Ichihara,H Sugioka,T Koyama, M Takeo
    • 学会等名
      The 24th EM Induction Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小笠原西之島周辺における第2次OBEM観測(速報)2018

    • 著者名/発表者名
      馬場聖至, 多田訓子, 市原寛, 小山崇夫, 高木朗充, 武尾実
    • 学会等名
      CA研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 西之島の海底で何が起こったのか?ー西表島へ旅した観測機器から分かることー

    • URL

      https://www.jamstec.go.jp/rimg/j/column/20220121/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 西之島 小笠原西之島周辺での電磁気観測計画について

    • URL

      http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/people/kbaba/research/nishinoshima.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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