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火山灰のシステマティックス構築に基づく噴火推移と火道進化過程の関係解明研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H01986
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17030:地球人間圏科学関連
研究機関鹿児島大学 (2023)
常葉大学 (2020-2022)

研究代表者

嶋野 岳人  鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (70396894)

研究分担者 野口 里奈  新潟大学, 自然科学系, 助教 (30792965)
上木 賢太  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 (40646353)
井口 正人  京都大学, 防災研究所, 教授 (60144391)
桑谷 立  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), グループリーダー (60646785)
安田 敦  東京大学, 地震研究所, 准教授 (70222354)
三輪 学央  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 火山防災研究部門, 主任研究員 (80615659)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード火山噴火推移 / 火山灰 / システマティックス / 噴火推移 / 火道進化 / 統計数理
研究開始時の研究の概要

火山噴火では推移に伴って火山灰の色がさまざまに変化します.これは,マグマの結晶化や酸化,変質などのさまざまな素過程に対応しています.そこで本研究では,火山灰をさまざまな分析法で分析し,データ蓄積することで,「火山灰の体系化=システマティックス」としてまとめます.また,この火山灰データは,多変量での時系列観測データとともに相関解析をおこない,マグマ供給系や火道環境の進化過程の理解を進めます.この際,統計数理学的手法を融合させることで,客観的で高度な情報の抽出を実現し,噴火推移とマグマ・火道進化過程の関係について理解をめざします.

研究成果の概要

本課題では,火山灰の特徴の迅速客観取得法を開発し,噴火推移メカニズム理解のための噴出物モニタリング環境を構築した.時間と労力の要る従来手法を簡素化し,火山や活動状況などで変わる噴出物の特徴把握のため,分析手法を複数選択肢として用意した.粒子形状や結晶組織では,走査電顕の反射電子像による手法,火山灰粒子の色などには,顕微分光法で客観性を担保しつつ,従来より迅速な火山灰分類法を開発した.また,様々な火山灰のデータベース化により噴火様式等の判定を試みた.ここで構築した火山灰のシステマティックスをより一層高度化すれば,様々な観測と物質データの比較を可能とし,噴火推移の理解・予測に有用となるだろう.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,これまで客観的な判定基準が共有できず,火山間での比較研究が困難であった,噴出物による噴火推移メカニズム解明研究において,その最も一般的に行われる構成比導出を迅速かつ客観的に行うことを可能にした点で画期的である.
一方,こうし構築した火山灰(噴出物)のシステマティックスにより,マグマに関するデータを時系列で獲得する環境が各火山で確立できれば,噴火推移メカニズムについての理解が進み,また,連続的にモニタリングすることによって,噴火推移の予測精度も向上するものと期待される.

報告書

(5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
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] An Introduction to SGTPPR: Sparse Geochemical Tectono‐Magmatic Setting Probabilistic MembershiP DiscriminatoR2024

    • 著者名/発表者名
      Ueki Kenta、Hino Hideitsu、Kuwatani Tatsu
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 25 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1029/2023gc011237

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 鬼界カルデラ噴火の総合理解に向けた噴出物化学組成データベースの構築2023

    • 著者名/発表者名
      上木賢太, 原口悟, 吉田健太, 桑谷立, 浜田盛久, Iona McIntosh, 宮崎隆, 羽生 毅
    • 雑誌名

      火山

      巻: 68 号: 1 ページ: 3-21

    • DOI

      10.18940/kazan.68.1_3

    • ISSN
      0453-4360, 2189-7182
    • 年月日
      2023-03-31
    • 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] 噴火推移理解に向けた時系列物質データ導出と火山灰システマティックス構築のための歩みと展望.2023

    • 著者名/発表者名
      嶋野岳人,安田敦
    • 雑誌名

      月刊地球

      巻: 45 ページ: 65-74

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 類似したテフラを識別・対比する定量的な方法の数学的な取り扱いについて.2023

    • 著者名/発表者名
      安田敦・亀谷伸子・嶋野岳人・吉本充宏・田島靖久
    • 雑誌名

      月刊地球

      巻: 45 ページ: 55-64

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Simulated distributions of pumice rafts in Japan following eruptions at volcanic islands and submarine volcanoes.2023

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa, H., Kuwatani, T., Tada, N., Watanabe K.H.
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 10 号: 1 ページ: 21-21

    • DOI

      10.1186/s40645-023-00552-4

    • 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] Introduction to Automated Tools for the Analysis of Volcanic Ejecta Built on an Analysis Platform Developed in the INeVRH Project2022

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yasuda , Natsumi Hokanishi
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 17 号: 5 ページ: 683-693

    • DOI

      10.20965/jdr.2022.p0683

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • 年月日
      2022-08-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracting the geochemical characteristics of magmas in different global tectono-magmatic settings using sparse modeling2022

    • 著者名/発表者名
      Ueki Kenta、Hino Hideitsu、Kuwatani Tatsu
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 10 ページ: 994580-994580

    • DOI

      10.3389/feart.2022.994580

    • 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] Hyperparameter estimation using a resolution matrix for Bayesian sensing2022

    • 著者名/発表者名
      Kuwatani, T., Hino, H., Nagata, K., Kawashima, T., Toriumi, M., Okada, M.
    • 雑誌名

      Inverse Problems

      巻: 38 号: 12 ページ: 124004-124004

    • DOI

      10.1088/1361-6420/ac93ad

    • 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
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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] Sedimentary System of Ash Deposits from Long-Term Vulcanian Activity at Sakurajima Volcano, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Miwa Takahiro、Nanayama Futoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Geology

      巻: 129 号: 2 ページ: 171-182

    • DOI

      10.1086/714175

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physical and mechanical rock properties of a heterogeneous volcano: the case of Mount Unzen, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Kendrick Jackie E.、Schaefer Lauren N.、Schauroth Jenny、Bell Andrew F.、Lamb Oliver D.、Lamur Anthony、Miwa Takahiro、Coats Rebecca、Lavall?e Yan、Kennedy Ben M.
    • 雑誌名

      Solid Earth

      巻: 12 号: 3 ページ: 633-664

    • DOI

      10.5194/se-12-633-2021

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Decompression experiments for sulfur-bearing hydrous rhyolite magma: Redox evolution during magma decompression2021

    • 著者名/発表者名
      Okumura Satoshi、Ishibashi Hidemi、Itoh Shoichi、Suzumura Akimasa、Furukawa Yoshihiro、Miwa Takahiro、Kagi Hiroyuki
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 106 号: 2 ページ: 216-225

    • DOI

      10.2138/am-2020-7535

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidation during magma mixing recorded by symplectites at Kusatsu?Shirane Volcano, Central Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ueki, Mutsuko Inui, Kenta Matsunaga, Naoya Okamoto, Kazuki Oshio
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01192-4

    • 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
  • [雑誌論文] 海洋研究開発機構海域地震火山部門における情報地質関連研究2020

    • 著者名/発表者名
      Tastu Kuwatani
    • 雑誌名

      情報地質

      巻: 31 号: 2 ページ: 53-55

    • DOI

      10.6010/geoinformatics.31.2_53

    • NAID

      130007864141

    • ISSN
      0388-502X, 1347-541X
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] An introduction to the geochemical database for the eruption products of the caldera-forming large eruptions in southern Kyushu, Submarine caldera volcanoes -The cutting edge of our understanding achieved by various approaches-2024

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ueki, Satoru Haraguchi, Kenta Yoshida, Tatsu Kuwatani, Morihisa Hamada, Iona McIntosh, Takashi Miyazaki, Takeshi Hanyu, Ayumu Nishihara
    • 学会等名
      Submarine caldera volcanoes -The cutting edge of our understanding achieved by various approaches-
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 角閃石斑晶の微量元素から推定する東伊豆単成火山群カワゴ平火山の流紋岩マグマの成因2023

    • 著者名/発表者名
      上木賢太, 石橋秀巳, 諏訪由起子, 常青, 羽生毅
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 分光測色計によるラピリサイズ火山噴出物試料の特徴記載のすすめ2023

    • 著者名/発表者名
      嶋野岳人・安田敦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 桜島火山における火山灰連続採取データの展開2023

    • 著者名/発表者名
      嶋野 岳人, 井口 正人, 安田 敦
    • 学会等名
      日本火山学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 富士山のテフラ対比に役立つ鍵層について2023

    • 著者名/発表者名
      安田 敦・亀谷伸子・嶋野岳人・田島靖久・吉本充宏・杉山浩平・西澤文勝・金子隆之・藤井敏嗣
    • 学会等名
      日本火山学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative identification of ash particles by visible micro-spectroscopy for monitoring transition in eruption styles.2023

    • 著者名/発表者名
      Shimano, T, Yasida. A, Miwa, T, Nakamura, M
    • 学会等名
      IAVCEI2023, Scientific assembly
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反射電子像を用いた火山灰の構成比の自動迅速導出 ―諏訪之瀬島1813年噴火での検討―.2022

    • 著者名/発表者名
      嶋野岳人・安田敦
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 火山灰のシステマティックスと噴火推移ー諏訪之瀬島1813年噴火の例ー.2022

    • 著者名/発表者名
      嶋野岳人
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] データ科学に基づく全地球ダイナミクス理解2022

    • 著者名/発表者名
      上木賢太
    • 学会等名
      日本情報地質学会シンポジウム2022「新情報地質学:情報地質学の発展Ⅱ」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学組成データベース構築に基づく鬼界カルデラの火成活動の理解2022

    • 著者名/発表者名
      上木賢太, 原口悟, 吉田健太, 桑谷立, 浜田盛久, Iona McIntosh, 宮崎隆, 羽生 毅
    • 学会等名
      火山学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 非負値分解による火山岩主要元素端成分の抽出,2022

    • 著者名/発表者名
      上木賢太, 吉田健太, 桑谷立, 赤穂昭太郎
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 地球化学データベースを用いたテフラ同定システムの構築2022

    • 著者名/発表者名
      桑谷 立、上木 賢太、浜田 盛久、吉田 健太、原口 悟、McIntosh Iona、宮崎 隆、羽生 毅
    • 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] 情報計測融合と資源・素材学への応用(III)2022

    • 著者名/発表者名
      桑谷 立
    • 学会等名
      資源・素材2022秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 火山灰の顕微可視分光測定と火山灰システマティクスによる推移推定 ―新燃岳2018年噴火初期での検討―2021

    • 著者名/発表者名
      嶋野岳人・鈴木由希・前野深・安田敦・三輪学央・長井雅史
    • 学会等名
      日本火山学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Current state evaluation and long-term prediction of volcanic activity based on historical tracking of volcanic ash deposits at Suwanosejima volcano.2021

    • 著者名/発表者名
      Taketo Shimano, Atsushi Yasuda, Masato Iguchi
    • 学会等名
      JpGU 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メルト主要元素組成を用いたマントル部分溶融度計算モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      上木賢太, 原口悟, 岩森光
    • 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] 単斜輝石リムを持つシンプレクタイトが示す草津白根山の非平衡マグマ混合プロセス2021

    • 著者名/発表者名
      上木賢太, 松丸 真奈美, 乾 睦子
    • 学会等名
      火山学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 御殿場山体崩壊がもたらした富士山深部マグマたまりの観察窓2021

    • 著者名/発表者名
      安田敦・田島靖久
    • 学会等名
      日本火山学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 主成分分析に基づくバルク火山灰測色値変化の考察 -桜島昭和火口2009-2015年活動について-2020

    • 著者名/発表者名
      嶋野岳人・安田敦・井口正人
    • 学会等名
      日本火山学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Role of crystallization and conduit structure on small transitions of Strombolian eruption at Suwanosejima volcano, SW Japan.2020

    • 著者名/発表者名
      Shimano, T, Yasuda, A, Iguchi, M
    • 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] 富士火山の連続テフラ層で観察された石基組織の急変事象について2020

    • 著者名/発表者名
      安田 敦・田島靖久
    • 学会等名
      火山学会2020秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 粒子形状と透過性に基づいた機械学習による火山灰粒子画像分類2020

    • 著者名/発表者名
      野口 里奈、板木 拓也、庄司 大悟、大槻 静香
    • 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] 粒子の形状と透過性による火山灰の初期記載方法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      野口里奈、下司信夫、庄司大悟、日野英逸
    • 学会等名
      日本火山学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 姶良カルデラデータベース

    • URL

      https://www.jamstec.go.jp/rimg/j/database/aira/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Aira Caldera database

    • URL

      https://doi.org/10.6084/m9.figshare.25211165

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] SGTPPR

    • URL

      https://doi.org/10.5281/zenodo.8323122

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Kikai Geochemical Database

    • URL

      https://figshare.com/articles/dataset/Kikai_Geochemical_Database/20066630

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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