| 研究課題/領域番号 |
23K25971
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| 補助金の研究課題番号 |
23H01275 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
相澤 広記 九州大学, 理学研究院, 准教授 (50526689)
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| 研究分担者 |
松島 健 九州大学, 理学研究院, 教授 (40222301)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2024年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 傾斜 / 微動 / 間欠泉 / 地電位 / 鬼首 / 木部谷 / 羅臼 / 火山 / 水蒸気噴火 / 直前予測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
傾斜と電場(地電位差)の同時観測から水蒸気噴火を直前予測できるか検証する。電場観測では他の物理観測で計測できない地下水流動を間接的に推定できる。本研究の最初のステップとして２か所の間欠泉において傾斜、電場、可視映像の同時観測を２週間程度行い、地下圧力源と電場変動の時空間関係を明らかにする。次に３つの火山において傾斜と電場の長期観測(２年程度)を行い「傾斜変動を伴う火山性微動」により電場変動が観測されるか、されるとしたら地下圧力源とどのような時空間関係があるか確認する。以上の観測により得られた知見から、最終的に傾斜と電場観測による水蒸気噴火直前予測の有用性について結論を得る。
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| 研究実績の概要 |
間欠泉観測については、宮城県鬼首間欠泉（傾斜×4, 地電位×8）と北海道羅臼間欠泉（傾斜×3，地電位×6）で傾斜、地電位、可視映像、温度・空振の多項目観測を行った。いずれも沸点に達した熱水が噴出する熱水噴出型の間欠泉である。このうちR6年度は鬼首間欠泉の観測データについて詳細解析を行った。この間欠泉は噴出時間1.5分、休止時間12分の13.5分周期で80～100 ℃の熱水を高さ15m程まで吹き上げる。観測の結果、傾斜は2点、地電位は6点で噴出と対応した変化を得ることができた。傾斜変動は熱水噴出中に噴出孔の南東方向が沈降する変化を示した。また、地電位変動は「Preplay開始～噴出終了の１分後」と「噴出終了の１分後～次の噴出開始」の２回、噴出孔周辺が相対的に高電位となることが分かった。点電流源を仮定し、地電位変動源を1秒毎に求めた結果、「Preplay開始～噴出終了の１分後」の変動については、噴出孔南東の地表下4～6mに電流源が分布し、地下圧力源の水平位置及び先行研究により示されている地下圧力源の深さと整合的である。このことから，地下圧力源の収縮に伴う減圧により、周辺部の地下水が空洞内に流入することが考えられる・また、「噴出終了の１分後～次の噴出開始」に対する地電位変化は、地表下1～2mに分布する点電流源で説明された。孔内温度（地表下4～8m）の測定では、温度上昇が始まるタイミングで地電位振幅が小さくなることから、これらの地電位変化は孔内水位変動に伴うごく浅部の孔内への地下水流入を捉えている可能性がある。羅臼間欠泉についても鬼首間欠泉と基本的に同様の変化が見られた。
火山における「傾斜変動を伴う火山性微動」については、地電位観測を開始・維持した霧島硫黄山と九重硫黄山では発生しなかった。吾妻山において観測点選定と許認可取得を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本来の計画では２つの間欠泉での多項目観測を予定していたが、現在まで３つの間欠泉 (木部谷・羅臼・鬼首) で観測を行い、明瞭な傾斜変動と地電位変動が生じることを明らかにし、さらにその変動源を推定できた。いずれも地盤の収縮時の地下水の流入が推定され、さらに熱水型の間欠泉では、噴出後は膨張に伴う地下水流入という２つ目のプロセスがあることが明らかになった。活動的火山においては観測を維持している火山でこの2年間「傾斜変動を伴う微動」が発生しておらず、研究に着手できていない。そのためやや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本課題で得られた３つの間欠泉での多項目観測データの解析を進め、間欠泉の噴出プロセスの統一的に理解を得る。活動的火山においては観測を維持している火山でこの2年間「傾斜変動を伴う微動」が発生していないため、今後、吾妻山、阿蘇山でも新たに地電位差観測を行い、「傾斜変動を伴う微動」に伴う電位変動を捉え、間欠泉との類似性を議論しつつ、水蒸気噴火未遂イベントの過程を明らかにする。「傾斜変動を伴う微動」の発生状況によっては研究期間を1年間延長することも予定している。
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