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我が国は、東京大学地震研究所主導のもと、素粒子ミュオンを用いた火山内部のイメージング（ミュオグラフィ）に世界に先駆けて成功した。成果は世界に波及し、火山観測や資源探査等幅広い対象に対して技術開発が急ピッチで進められているが、我が国は未だ世界をリードする立場にある。今、ここで我が国から世界へと波及した新しい地球観測技術を進化させ、引き続き世界のリーダーシップをとり続けることが重要である。研究目標は本提案で新たに開発する並列ミュオグラフィテレスコープを用いた火山内部のマグマ動態の透視につなげる技術開発であり、火山観測分野で、今後も世界を主導し、国際的プレゼンスを示すことである。
活動的火山内部のマグマ動態のイメージングは噴火予知技術の向上にとって、喫緊の課題でるが、未だ開発途上である。例えば、桜島における地震波を用いた先行研究 (Iguchi et al. 2008)から、10分程度の時間スケールで噴火の直前直後で山体が膨張収縮することが示唆されている。これはマグマの通り道（火道）が膨張収縮するためと考えられているが、破砕物、火山灰、ガスの混合物で満たされた複雑な物質から成る火道がどのようなメカニズムで膨張収縮するのか未だ分かっていない。従来の噴火モデルは地震、地殻変動等から推定した間接的なものだったが、本研究で開発する新技術により高時間分解能で火道内変化を直接確認できるようになれば、桜島等、活動的火山の噴火直前直後の状態変化を直接可視化できる。
本研究では2台の小型テレスコープを並列運用できる基礎技術を開発する。最終年度は、活動的火山を対象にした並列テレスコープのテストを行った。対象火山は桜島である。その結果、テレスコープの実効有感面積が上昇し、時間分解能が向上することが検証された。将来の大型並列ミュオグラフィに直結させることで、噴火先行現象の理解に対して新たな展開を期待できる。
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