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地震学的手法によるグリーンランド氷床の底部融解の準リアルタイム検出

研究課題

研究課題/領域番号 18K03794
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

豊国 源知  東北大学, 理学研究科, 助教 (90626871)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードグリーンランド / 地震波トモグラフィー / 地震波形解析 / ホットプルーム / 地殻 / マントル / 地震学 / マントルプルーム / 大西洋中央海嶺 / グリーンランド氷床 / 氷床融解 / アイスランドプルーム / 準リアルタイム監視 / 地震波干渉法 / 地震波 / 氷床底部融解 / 準リアルタイム / 環境変動
研究成果の概要

北極グリーンランドでは,氷床上の苛酷な環境のため,本格的な地震観測網が長らく展開されていなかった.本課題では新設された地震観測網「GLISN」で得られた地震波形やP波到着時刻データを解析し,本地域下の地殻・マントル構造や,氷床全体の地震波減衰定数を初めて明らかにした.主要な成果は,グリーンランド直下に,核-マントル境界からマントル遷移層まで上昇するホットプルームを発見し「グリーンランドプルーム」と命名したこと,さらにそれが,大西洋中央海嶺に沿って分布する活火山や氷床底部融解への熱の供給源である可能性を指摘したことである.これらを含む一連の成果は4篇の論文として国際誌に掲載された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

グリーンランドとその周辺地域では,氷床の底部融解やスバールバル諸島西部の特異的な高地殻熱流量,大西洋中央海嶺に沿った活発な火山活動といった現象が知られていたが,これらの間の関連は不明であった.本課題の一連の研究によって,これらはグリーンランドプルームとその支流の活動として統一的に説明が可能となった.特に氷床の底部融解に伴う海水準変動や火山活動よる環境変化は我々の生活とも密接に関わる問題であり,その根源となるメカニズムを提唱したことは学術的・社会的意義が極めて大きい.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 12件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] P-Wave Tomography for 3-D Radial and Azimuthal Anisotropy Beneath Greenland and Surrounding Regions2021

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G. & Zhao, D.
    • 雑誌名

      Earth and Space Science

      巻: 8 号: 12

    • DOI

      10.1029/2021ea001800

    • 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] Arctic rift system driven by a giant stagnant slab2021

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G. & Zhao, D.
    • 雑誌名

      ESSOArプレプリント

      巻: -

    • DOI

      10.1002/essoar.10507442.1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural control on the 2018 and 2019 Hualien earthquakes in Taiwan2021

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., Zhao, D., & Chen, K. H.
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      巻: 312 ページ: 106673-106673

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2021.106673

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimation of seismic attenuation of the Greenland Ice Sheet using 3‐D waveform modeling2021

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., Komatsu, M., & Takenaka, H.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 号: 4

    • DOI

      10.1029/2021jb021694

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ambient noise correlation analysis of S-net records: extracting surface wave signals below instrument noise levels2021

    • 著者名/発表者名
      Takagi, R., Toyokuni, G. & Chikasada, N.
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 224(3) 号: 3 ページ: 1640-1657

    • DOI

      10.1093/gji/ggaa548

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep mantle structure and origin of Cenozoic intraplate volcanoes in Indochina, Hainan and South China Sea2021

    • 著者名/発表者名
      Zhao, D., Toyokuni, G., & Kurata, K.
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 225(1) 号: 1 ページ: 572-588

    • DOI

      10.1093/gji/ggaa605

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] P wave tomography beneath Greenland and surrounding regions: 1. Crust and upper mantle2020

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., Matsuno, T., & Zhao, D.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125(12) 号: 12

    • DOI

      10.1029/2020jb019837

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] P wave tomography beneath Greenland and surrounding regions: 2. Lower mantle2020

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., Matsuno, T., & Zhao, D.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125(12) 号: 12

    • DOI

      10.1029/2020jb019839

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Changes in Greenland ice bed conditions inferred from seismology2018

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni Genti、Takenaka Hiroshi、Takagi Ryota、Kanao Masaki、Tsuboi Seiji、Tono Yoko、Childs Dean、Zhao Dapeng
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      巻: 277 ページ: 81-98

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2017.10.010

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] グリーンランドとその周辺地域下のP波鉛直異方性および方位異方性トモグラフィー2021

    • 著者名/発表者名
      豊国源知・趙大鵬
    • 学会等名
      可聴下波動伝播特性による極域の多圏融合物理現象解明に関する研究集会-ⅤI
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] P-wave tomography beneath Greenland and surrounding regions2020

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., Matsuno, T. & Zhao, D.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Seismic observations in Greenland by a joint USA and Japanese GLISN team (2011-2019)2020

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., Kanao, M. & Tsuboi, S.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic imaging of the Tohoku megathrust zone using S-net and Hi-net data2020

    • 著者名/発表者名
      Zhao, D., Hua, Y. & Toyokuni, G.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Whole-mantle P-wave tomography beneath East Asia2020

    • 著者名/発表者名
      Katayama, Y., Zhao, D. & Toyokuni, G.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic velocity structure along the Japan trench inferred from ambient noise and teleseismic surface waves observed by S-net2020

    • 著者名/発表者名
      Takagi, R., Ishigami, A., Toyokuni, G., Azuma, R. & Yamamoto, M.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] S-netデータによる東日本前弧域の不均質構造と地震発生機構2020

    • 著者名/発表者名
      趙大鵬, Hua, Y., 豊国源知, Yu, Z.
    • 学会等名
      日本地震学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] S-net観測網を用いた東北日本前弧域の3次元S波速度構造2020

    • 著者名/発表者名
      片山悠, 趙大鵬, 豊国源知
    • 学会等名
      日本地震学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A decade of scientific contribution to the Greenland Ice Sheet Monitoring Network (GLISN)2020

    • 著者名/発表者名
      Kanao, M., G. Toyokuni, and S. Tsuboi
    • 学会等名
      Sixth International Symposium on Arctic Research
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グリーンランドとその周辺地域下のP波トモグラフィー2020

    • 著者名/発表者名
      豊国源知・松野貴也・趙 大鵬
    • 学会等名
      可聴下波動伝播特性による極域の多圏融合物理現象解明に関する研究集会-Ⅴ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] P-wave tomography beneath Greenland2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T., G. Toyokuni, and D. Zhao
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Q-factor estimation for Greenland ice sheet using 3-D seismic waveform modeling2019

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., H. Takenaka, M. Komatsu, R. Takagi, M. Kanao, and S. Tsuboi
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic observations in Greenland by a joint USA and Japanese GLISN team (2011-2018)2019

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., M. Kanao, S. Tsuboi, and Y. Tono
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グリーンランドにおけるP波走時トモグラフィー2019

    • 著者名/発表者名
      松野貴也・豊国源知・趙 大鵬
    • 学会等名
      日本地震学会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] P-wave tomography beneath Greenland2019

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., T. Matsuno, and D. Zhao
    • 学会等名
      The 10th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グリーンランドGLISN観測の現況2019

    • 著者名/発表者名
      豊国源知
    • 学会等名
      可聴下波動伝播特性による極域の多圏融合物理現象解明に関する研究集会IV
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] GLISN関連の研究の進捗状況:地震波トモグラフィーによる予備的成果2019

    • 著者名/発表者名
      豊国源知
    • 学会等名
      可聴下波動伝播特性による極域の多圏融合物理現象解明に関する研究集会IV
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Changes in surface-wave phase velocities below the Greenland Ice Sheet measured from three-component ambient noise correlation method2018

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., R. Takagi, H. Takenaka, M. Kanao, S. Tsuboi, and Y. Tono
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic observations in Greenland by a joint USA and Japanese GLISN team (2011-2017)2018

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni, G., D. Childs, M. Kanao, Y. Tono, and S. Tsuboi
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元理論地震波形計算によるグリーンランド氷床のQ値の推定2018

    • 著者名/発表者名
      豊国源知・竹中博士・小松正直・高木涼太・金尾政紀・ 坪井誠司
    • 学会等名
      日本地震学会2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] グリーンランドの地下深くに隠されていた「熱い流れ」

    • URL

      https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20201207-11336.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Newly Discovered Greenland Plume

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/en/press/greenland_plume_drive_thermal_activities.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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