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SPPIM計画-海中浮遊ロボット地震広域観測による太平洋プルーム全貌イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 19H00731
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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

大林 政行  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), 主任研究員 (30359179)

研究分担者 杉岡 裕子  神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (00359184)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2019年度: 28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円)
キーワード海洋地震観測 / ハイドロフォン / 太平洋プルーム / 地震波トモグラフィー / フロート / 海底火山 / T-phase / 太平用プルーム
研究開始時の研究の概要

地震波トモグラフィーによる地球内部構造は観測点分布に強く依存している。本研究では地震観測空白域である地球表面の約7割を占める海洋で、海中浮遊型地震観測ロボットという革新的機器でしか実現できないデータ取得を国際連携により行い、マントルトモグラフィーの全域高解像度化を実現する端緒となる。マントル大規模流を象徴する南太平洋大規模上昇流を対象にこの機器約50台を用いて仏領ポリネシアを中心に東西方向8000kmを超える前例のない海洋大規模地震観測を日仏米中の国際共同で行い、太平洋大規模上昇流の地表から核-マントル境界までのマントル全深さにわたる形態全貌を高解像度で明らかにする。

研究成果の概要

太平洋下大規模マントルプルームの詳細な地震波速度構造を得るため、ハイドロフォン搭載フロート50台を用いた海洋地震観測を日仏米中4カ国共同により2019年に開始した。これにより衛星通信にて準即時的に地震P波波形データが海洋観測点で入手可能となった。予備的なトモグラフィーによりカロリン海山列下のプルームの構造を明らかにした。水深1500mの深海サウンドチャネルを漂流するフロートにより2022年1月15日に起きたトンガでの海底火山噴火に伴うT波が観測され、フロート間のT波走時差を測定しT波発生源を求めた。同様に2023年10月9日の鳥島沖地震に伴うT波解析により孀婦海山における噴火の可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

観測が困難な海洋での地震観測をハイドロフォン搭載フロートという海底地震計とは異なる機器を用いて国際協力により南太平洋で大規模に行った。この世界初の大規模観測により新たな海洋地震観測の手法を示すと共に、今まで観測点不足のため不可能であった海洋下マントルの詳細な地震波速度構造の解明に向けて新たな展望を開いた。また、フロートによる海底火山噴火に伴うT波が観測されそれらを解析することにより、正確な噴火場所推定にフロートデータが有効であることが示された。これにより、時には津波を引き起こすなど甚大な被害を伴う海底火山の基礎研究発展につながる観測がフロートで期待される。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] GeoAzur(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] SU STech(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] GeoAzur(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] SUSTech(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] GeoAzur(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] SUSTech(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] GeoAzur(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] SUSTech(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Global P-wave and joint S-wave tomography in the North Pacific: Implications for slab geometry and evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Fu, Y., Wang, Z., Obayashi, M.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 128 号: 11

    • DOI

      10.1029/2023jb027406

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nature of mantle discontinuities beneath the Ontong Java Plateau2023

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suetsugu, Masayuki Obayashi, Takashi Tonegawa, Hajime Shiobara, Hiroko Sugioka, Aki Ito, Takehi Isse, Yasushi Ishihara, Satoru Tanaka, Junko Yoshimitsu
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      巻: 334 ページ: 106969-106969

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2022.106969

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Interrelation of the stagnant slab, Ontong Java Plateau, and intraplate volcanism as inferred from seismic tomography2021

    • 著者名/発表者名
      Obayashi Masayuki、Yoshimitsu Junko、Suetsugu Daisuke、Shiobara Hajime、Sugioka Hiroko、Ito Aki、Isse Takehi、Ishihara Yasushi、Tanaka Satoru、Tonegawa Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 20966-20966

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99833-5

    • 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] Seismic evidence for a thermochemical mantle plume underplating the lithosphere of the Ontong Java Plateau2021

    • 著者名/発表者名
      Isse Takehi、Suetsugu Daisuke、Ishikawa Akira、Shiobara Hajime、Sugioka Hiroko、Ito Aki、Kawano Yuki、Yoshizawa Kazunori、Ishihara Yasushi、Tanaka Satoru、Obayashi Masayuki、Tonegawa Takashi、Yoshimitsu Junko
    • 雑誌名

      Communications Earth & Environment

      巻: 2 号: 1 ページ: 98-98

    • DOI

      10.1038/s43247-021-00169-9

    • 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
  • [学会発表] Re-location and integration into the ISC Bulletin of earthquakes recorded by hydro-acoustic MERMAID instruments freely floating in the South Pacific Ocean2024

    • 著者名/発表者名
      Dalija Namjesnik, Karin Sigloch, Joel D. Simon, Tom Garth, James Harris, Dmitry Storchak, Frederik. J. Simons, Sebastien Bonnieux, Yong Yu, Masayuki Obayashi
    • 学会等名
      EGU 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MERMAIDフロートによる南太平洋下における地震P波記録2023

    • 著者名/発表者名
      大林 政行、近藤 優子、吉光 淳子、村上 聡、杉岡 裕子、Simon Joel
    • 学会等名
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] MERMAIDで検出された2022年トンガ火山噴火に伴うT-phase解析2023

    • 著者名/発表者名
      村上 聡、大林 政行、杉岡裕子、近藤 優子、吉光 淳子、Joel SIMON、Yong YU
    • 学会等名
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 有限周波数トモグラフィによる南米中南部の3次元P波速度構造の推定2023

    • 著者名/発表者名
      Yuko Kondo, Masayuki Obayashi, Hiroko Sugioka, Hajime Shiobara, Aki Ito, Masanao Shinohara, Hikaru Iwamori, Masataka Kinoshita, Matthew Miller, Carlos Tassara, Javier Ojeda
    • 学会等名
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Seismic velocity structure beneath South America from finite-frequency tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Yuko Kondo, Masayuki Obayashi, Hiroko Sugioka, Hajime Shiobara, Aki Ito, Masanao Shinohara, Hikaru Iwamori, Masataka Kinoshita, Matthew Miller, Carlos Tassara, Javier Ojeda
    • 学会等名
      JpGU 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The 15 January 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Eruption as Recorded by MERMAIDs Adrift in the Pacific: Investigating the Effect of Bathymetric Occlusion on Hydroacoustic Signature2023

    • 著者名/発表者名
      Joel D. Simon, Yong Yu, Masayuki Obayashi, Hiroko Sugioka, Frederik Simons, Jessica C E Irving and The Earthscope-Oceans Consortium
    • 学会等名
      AGU2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multifrequency P-wave tomography of Honshu slab2022

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi, Junko Yoshimitsu, Hitoshi Kawakatsu, Masanao Shinohara
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-range underwater acoustic observations of the recent 2021 eruption at Fukutoku-Okanoba2022

    • 著者名/発表者名
      大林 政行、Metz Dirk
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022 2022/05
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Three-year seismic observation by hydrophone floats2022

    • 著者名/発表者名
      大林 政行、杉岡 裕子、吉光 淳子、Simon Joel
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] MERMAIDハイドロフォンアレイで捉えたフンガ・トンガ噴火2022

    • 著者名/発表者名
      大林 政行、吉光淳子、杉岡裕子、Joel Simon、Yu Yong
    • 学会等名
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The Explosive Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Eruption as Heard by an Array of Hydroacoustic MERMAID Floats2022

    • 著者名/発表者名
      Joel D. Simon, Yong Yu, Masayuki Obayashi, Frederik Simons, Jessica C. E. Irving and The Earthscope-Oceans Consortium
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] pdates from the floating seismometer MERMAID array2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi
    • 学会等名
      Mini-seismo-2021 Seismology Frontiers
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slow anomalies atop the 410-km discontinuity oceanward of the Kurile slab2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi, Junko Yoshimitsu, Yoshio Fukao
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-year seismic observation by hydrophone floats2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi, Hiroko Sugioka, Junko Yoshimitsu
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 千島-本州スラブ海側の410-km不連続面 直上の低速度異常2021

    • 著者名/発表者名
      大林 政行、吉光 淳子、深尾 良夫
    • 学会等名
      地震学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Seismic monitoring by autonomous floats to image Earth’s interior2020

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi, Hiroko Sugioka, Yann Hello, Frederik Simons, Yongshun John Chen, Guust Nole
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mantle discontinuities oceanward of the Krile - Honshu slab2020

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi, Junko Yoshimitsu, Yoshio Fukao
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 千島-本州スラブ海側の410-km不連続面 直上の低速度異常2020

    • 著者名/発表者名
      大林政行、吉光淳子、深尾良夫
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] One Year, Fifteen Hundred MERMAID Seismograms from the South Pacific2019

    • 著者名/発表者名
      Joel D Simon, Frederik Simons, Guust Nolet, Yann Hello, Hiroko Sugioka, Masayuki Obayashi, Yongshun J Chen
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2019 fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Seismic monitoring by an autonomous robotic float equipped with a hydrophone: MERMAID2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi, Hiroko Sugioka, Hajime Shiobara
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Drifting float measurement of pressure change by tsunami2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi, Shingo Watada, Hiroko Sugioka
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Installation of a floating hydrophone system within the SOFAR channel2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Sugioka, Masayuki Obayashi
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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