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低周波地震と希ガス同位体観測による新たな火山モニタリング手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K22575
補助金の研究課題番号 22H01304 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分17030:地球人間圏科学関連
研究機関弘前大学

研究代表者

梅田 浩司  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (60421616)

研究分担者 角野 浩史  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90332593)
前田 拓人  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (90435579)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
2025年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードヘリウム同位体 / 低周波地震 / 火山モニタリング / 希ガス同位体 / 炭素同位体
研究開始時の研究の概要

活動的な火山の周辺の温泉ボーリングを利用してへリウム・炭素同位体をモニタリングすることにより,マントル起源物質の上昇フラックスの変動と低周波地震の活動状況(時空間変化)の関係を明らかにする.その上で,気象庁が常時監視・観測を行っている50の活火山以外にも適用できる,簡便かつ安価な新たな火山モニタリング手法を提案する.

研究実績の概要

低周波地震は地下深部でのマグマの移動・蓄積や噴火に至る準備過程など反映している地球物理学情報である.一方,マグマから放出されるガスのうち化学的に不活性なヘリウムのフラックスが噴火前には大きくなることが知られており,マグマ活動を捉える上での有効な地球化学的な情報と考えられる.しかしながら,これまで両者を同時に観測したり,その関係についてあまり議論が行われてこなかった.本研究では,北海道渡島半島沿岸を対象に低周波地震の観測を継続するとともに,過去から現在までの低周波地震の活動状況やその時間推移を把握する.また,震源域の温泉ボーリングを利用してへリウム・炭素同位体をモニタリングすることにより,マントル起源物質の上昇フラックスの変動と低周波地震の活動状況(時空間変化)の関係を明らかにする.その上で,気象庁が常時監視・観測を行っている50の活火山以外にも適用できる,簡便かつ安価な新たな火山モニタリング手法を提案する.2024年度は地球化学モニタリングサイト(湯の川温泉井)において毎月1回程度の試料(遊離ガス,温泉水)の採取を行うとともに,希ガス同位体,炭素同位体(二酸化炭素),温泉水の主要溶存成分の分析を行い,これらの変動を観測を継続している.これまでに約4年半の観測データを蓄積した.さらに,今年度から追加のモニタリングサイトとして鹿部間欠泉井においても同様な観測を開始した.また,気象庁一元化震源データからモニタリングサイト周辺の低周波地震のデータの抽出を行い,発生頻度や深度の時系列データセットを作成した.

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

地球化学モニタリングサイト(渡島半島湯の川温泉井)において毎月1回の試料(遊離ガス,温泉水)の採取を行うとともに,希ガス同位体,炭素同位体(二酸化炭素),温泉水の主要溶存成分の分析を行い,これらの変動を観測を継続している.これまでに約3年半の観測データを蓄積した.また,気象庁一元化震源データからモニタリングサイト周辺の低周波地震のデータの抽出を行い,発生頻度や深度の時系列データセットを作成した.また,2024年能登半島地震の震源域において希ガス同位体,炭素同位体の測定を行い,地震前後のデータの比較を行った.

今後の研究の推進方策

昨年度に引き続き,地球化学モニタリングサイト(湯の川温泉井,鹿部間欠泉井)において毎月1回程度の試料(遊離ガス,温泉水)の採取を行うとともに,希ガス同位体,炭素同位体(二酸化炭素),温泉水の主要溶存成分の分析を行い,これらの変動を観測する.また,R7年度は本研究の最終年にあたることから,低周波地震のデータとの相関について明らかにするとともに,その成果の論文化を図る.

報告書

(3件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Geochemical Signature of Deep Fluids Triggering Earthquake Swarm in the Noto Peninsula, Central Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Umeda Koji、Yamazaki Yukino、Sumino Hirochika
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 51 号: 13 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1029/2024gl108581

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapid growth and catastrophic destruction events of Planch?n Volcano, Southern Andes2024

    • 著者名/発表者名
      Naranjo Jos, Antonio、Romero Jorge、Contreras Juan Pablo、Orihashi Yuji、Scott Kevin、Haller Miguel、Sumino Hirochika
    • 雑誌名

      Volcanica

      巻: 7 号: 1 ページ: 21-49

    • DOI

      10.30909/vol.07.01.2149

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Inter-laboratory re-determination of the atmospheric 22Ne/20Ne2024

    • 著者名/発表者名
      Domokos Gyore, Hirochika Sumino, Inseok Yang, Laszlo Palcsu, Elemer Laszlo, M. Cole Bishop, Sujoy Mukhopadhyay, Finlay M. Stuart
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 645 ページ: 121900-121900

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2023.121900

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Two metasomatic events recorded by noble gas characteristics in the Finero mantle wedge: Extreme fractionation (He, Ar) and seawater penetration into the mantle deformation zone.2023

    • 著者名/発表者名
      Fukushima N., Sumino H., Kobayashi M. and Kagi H.
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 644 ページ: 121829-121829

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2023.121829

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noble gas isotopes reveal degassing-derived eruptions at Deception Island (Antarctica): implications for the current high levels of volcanic activity2022

    • 著者名/発表者名
      Alvarez-Valero A.M., Sumino H., Caracausi A., Polo-Sanchez A., Burgess R., Geyer A., Rodrdriguez J.A.L., Albert H., Aulinas M. and Nun
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 19557-19557

    • DOI

      10.1038/s41598-022-23991-3

    • 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] Monitoring of magmatic-hydrothermal system by noble gas and carbon isotopic compositions of fumarolic gases2022

    • 著者名/発表者名
      Obase Tomoya、Sumino Hirochika、Toyama Kotaro、Kawana Kaori、Yamane Kohei、Yaguchi Muga、Terada Akihiko、Ohba Takeshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 17967-17967

    • DOI

      10.1038/s41598-022-22280-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Early precursory changes in the 3He/4He ratio prior to the 2021 Tajogaite eruption at Cumbre Vieja volcano, La Palma, Canary Islands.2022

    • 著者名/発表者名
      Padren Eleazar、Perez Nemesio M.、Hernandez Pedro A.、Sumino Hirochika、Melian Gladys V.、Alonso Mar、Rodrrguez Fetima、Asensio‐Ramos Maria、D’Auria Luca
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 18

    • DOI

      10.1029/2022gl099992

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Noble gas variation during partial crustal melting and magma ascent processes2022

    • 著者名/発表者名
      Alvarez-Valero A.M., Sumino H., Burgess R., Nunez-Guerrero E., Okumura S., Borrajo J. and Lozano J.A.
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 588 ページ: 120635-120635

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2021.120635

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal energy and diffuse 4He and 3He degassing released in volcanic-geothermal systems2022

    • 著者名/発表者名
      Alonso M.、Perez Nemesio M.、Hernandez Pedro A.、Padron E.、Melian G.、Rodriguez F.、Padilla G.、Barrancos J.、Asensio-Ramos M.、Fridriksson T.、Sumino Hirochika
    • 雑誌名

      Renewable Energy

      巻: 182 ページ: 17-31

    • DOI

      10.1016/j.renene.2021.10.016

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 北海道,湯の川温泉の地球化学モニタリング2023

    • 著者名/発表者名
      山崎 由樹乃,梅田 浩司
    • 学会等名
      令和5年度応用地質学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 低周波地震震源域におけるマントル起源ヘリウム2022

    • 著者名/発表者名
      成田有沙・梅田浩司
    • 学会等名
      東北地域災害科学研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-12-26  

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