浅海底地形学を基にした沿岸域の先進的学際研究－三次元海底地形で開くパラダイム－

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H06309
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 菅 浩伸 九州大学, 比較社会文化研究院, 教授 (20294390)
• 研究分担者: 藤田 和彦 琉球大学, 理学部, 教授 (00343377) ; 後藤 和久 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10376543) ; 長尾 正之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (70251626) ; 横山 祐典 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10359648) ; 長谷川 均 国士舘大学, 文学部, 教授 (80208496) ; 渡久地 健 琉球大学, 法文学部, 准教授 (30543764) ; 藤田 喜久 沖縄県立芸術大学, 音楽学部, 准教授 (20771463) ; 波利井 佐紀 琉球大学, 理工学研究科, その他 (30334535) ; 小野 林太郎 東海大学, 海洋学部, 准教授 (40462204) ; 堀 信行 奈良大学, 文学部, 教授 (40087143) ; 鈴木 淳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (60344199) ; 中島 洋典 有明工業高等専門学校, 一般教育科, 教授 (90172303) ; 片桐 千亜紀 九州大学, 比較社会文化研究院, 共同研究者 (70804730)
• 研究期間 (年度): 2016-05-31 – 2021-03-31
• キーワード: 海洋探査 / 地形 / サンゴ礁 / 可視化 / 環境

研究実績の概要

本研究では，科学的知見がきわめて少ない浅海底において最先端のマルチビーム測深を用いて作成する精密海底地形図を基に，従来の地形学にない「浅海底地形学」を開拓し推し進める。さらに，作成した精密海底地形図を基に，自然科学諸分野から人文・社会科学に至る学際研究をすすめ，総合的環境理解へとつなげることを目指している。29年度は以下を実施した。
１．マルチビーム測深調査：沖縄本島南東の久高島外洋側にて測深調査を行った。久高島は，分担者の後藤和久氏がリーフ上の巨礫分布に関する研究を重ねてきた地域である。サンゴ礁の消波構造をつくる礁縁部から島棚に至る広範囲の測深を実施し，今後の波浪シミュレーションの基になる精密海底地形データを取得した。久高島では礁原部でのドローンを用いた航空写真測量も実施した。
２．浅海底マッピングの高度化：マルチビーム測深域の一部について，より高精度のマッピングを実施する技術の開発および，潮間帯を含めた極浅海域のマッピングを行う方法の検討を行った。より高精度のマッピングは多視点ステレオ写真測量（SfM）を用いて久米島南岸で実施し，高精度マルチビーム測深より１桁高い精度で，テクスチャー情報を持った三次元モデルを構築することができた。これによって地形学と生物学の空間スケールの違いをつなぐことが可能となる。また，マルチビーム測深が難しい極浅海域のマッピングでは，１）ドローンを用いた航空写真測量，２）衛星画像を用いた地形高度の推定，３）航空レーザー測量データとマルチビーム測深データとの接合について検討を行った。
３．学際研究推進のためのツール強化：海底より採取した試料を分析するため，X線回折装置および解析用データベースを充実させた。また，年代測定についてもAMSに加えて，更新統試料にはウラン系列の年代測定を行った。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本科研費では，毎年地域を絞ってマルチビーム測深調査を実施している。28年度はサンゴ礁漁撈活動を可視化するため奄美大島大和村で測深調査を実施した。29年度はサンゴ礁の防波構造を可視化し，波浪シミュレーションに供する地形データを得るため，久高島外洋側にて測深を行った。測深調査は非常に順調に進んでいる。
さらに29年度からは，マルチビーム測深に新たな手法を組み合わせて，これまでにない浅海底地形図づくりに挑戦している。まず，より高精度のマッピングによって地形学と生物学の空間スケールの違いをつなぐことを目的として，多視点ステレオ写真測量とマルチビーム測量との融合を試みた。これによってマルチビーム測深より１桁高い精度で，テクスチャー情報を持った三次元モデルを構築することができた。さらに，潮間帯などの極浅海域に関して，3つの手法（航空写真測量，衛星画像，航空レーザー測量）とマルチビーム測深を組み合わせ，新たな地形図を作成することを試みている。
国際展開に関しては，28年8月より久米島など琉球列島のマルチビーム測深地域を対象として，オーストラリア・シドニー大学とともに共同フィールド調査を開始した。29年度は9月20～21日にシドニー大学にて共同研究ワークショップを開催した。さらに9月22日には公開シンポジウム「日豪サンゴ礁地形学シンポジウム（JASAG）」をシドニー大学で開催し，日豪より30名以上の研究者が集まり，研究発表・討議を行った。
さらに，浅海底の調査手法とその活用に関するシンポジウム「最先端の浅海底地形図づくりとその活用」を2018年月20日に九州大学椎木講堂にて開催し，産学官から500名を超える参加者を集めた。28年12月に九州大学に立ち上げた先導的学術研究拠点「浅海底フロンティア研究センター」は，本研究課題の実行および研究成果の社会への実装に大きな役割を果たしている。

今後の研究の推進方策

ひきつづき，精密海底地形図を基に「浅海底地形学」を開拓する研究，自然科学諸分野から人文・社会科学に至る学際研究をすすめ，総合的環境理解へとつなげる研究を展開する予定である。
引き続き新たな海域でマルチビーム測深調査を進めるとともに，既に測深調査を実施した海域における分野横断的研究を進める。30年度は歴史上意義のある浅海底地形に焦点を当てた測深調査を実施し，31年度は後氷期の海水準上昇で水没した先行地形に焦点を当てた測深調査を実施する予定である。さらに，ボーリングコアや地層探査の解析・堆積物調査などの地質学的調査，波浪観測・シミュレーションなどの防災分野の研究，サンゴや甲殻類などの生物調査，漁場知識等の文化地理学調査，水中考古学調査を推進し，これらを総合して海域の環境理解へつなげる予定である。
また，日豪サンゴ礁共同研究プロジェクトでは，引き続きフィールドでの共同調査を行うとともに，共同ワークショップやシンポジウムなどを開催予定である。30年度は福岡でシンポジウムを開催し，31年度はオーストラリアで開催する予定である。さらに，30年度からは米国の大学との共同研究も開始する予定である。
さらに，研究成果の社会への還元として，浅海底調査手法および高精密海底地形図利用を基にした総合的浅海底研究とその推進に関する産官学連携を進めるため，今後も国内でのシンポジウムやワークショップなどを開催していく予定である。

研究成果

• [国際共同研究] シドニー大学/ジェームスクック大学(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: シドニー大学/ジェームスクック大学
• [雑誌論文] Holocene relative sea level history from phreatic overgrowths on speleothems (POS) on Minami Daito Island, Northern Philippine Sea (2018)
  • 著者名/発表者名: Miklavic, B., Yokoyama, Y., Urata, K., Miyairi, Y., Kan, H.
  • 雑誌名: Quaternary International 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.quaint.2017.09.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depositional environments of well-sorted detrital limestone from the Minatogawa Formation in the southern part of Okinawa Island, the Ryukyu Archipelago, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujita K., Aruga K., Humblet M., Nagai K.
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/iar.12247
  • 査読あり
• [雑誌論文] 星砂の磨耗度と放射性炭素年代に基づく瀬底島海浜堆積物の生産年代と運搬・堆積過程 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤真裕子・森 愛・本郷宙軌・浅海竜司・宮入陽介・横山祐典・藤田和彦
  • 雑誌名: 日本サンゴ礁学会誌 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of pottery making tradition and maritime networks during the Early Metal Ages in Northern Maluku Islands. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ono, R, F.Aziz, A. A. Oktaviana, M. Ririmase, N. Iriyanto, I. B. Zesse, and K. Tanaka
  • 雑誌名: AMERTA, Journal Penelitian dan Pengembangan Arkeologi 巻: 35 ページ: 109-122
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multidecadal oceanographic changes in the western Pacific detected through high-resolution bomb-derived radiocarbon measurements on corals (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Suzuki, A., Miyairi, Y., and Aze, T
  • 雑誌名: Geochemistry, Geosphysics, Geosystems 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/2017GC006854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential radiocarbon measurement of bulk peat for high-precision dating of tsunami deposits (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishizawa, T., Goto, K., Yokoyama, Y., Miyairi, Y., Sawada, C., Nishimura, Y., and Sugawara, D
  • 雑誌名: Quaternary Geochronology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.quageo.2017.05.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-controlled culture experiments with primary polyps of coral Acropora digitifera: Calcification rate variations and skeletal Sr/Ca, Mg/Ca, and Na/Ca ratios (2018)
  • 著者名/発表者名: Bell, T., Nishida, K., Ishikawa, K., Suzuki, A., Nakamura, T., Sakai, K., Ohno, Y., Iguchi, A., Yokoyama
  • 雑誌名: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2017.03.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid decline in pH of coral calcification fluid due to incorporation of anthropogenic CO2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kubota, K., Yokoyama, Y., Ishikawa, T., Suzuki, A., and Ishii, M
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1038/s41598-017-07680-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiocarbon variability recorded in coral skeletons from the northwest of Luzon Island, Philippines (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Suzuki, A., Miyairi, Y., Aze, T., Siringan, F., and Maeda, Y
  • 雑誌名: Geoscience Letters 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1186/s40562-017-0081-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] New evidence of Hawaiian coral reef drowning in response to meltwater pulse-1A (2018)
  • 著者名/発表者名: Sanborn, K.L., Webster, J.M., Yokoyama, Y., Dutton, A., Braga, J.C., Clague, D.A., Paduan, J.B., Wagner, D., Rooney, J.J., and Hansen, J.R
  • 雑誌名: Quaternary Science Reviews 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2017.08.022
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A reconstruction of subtropical western North Pacific SST variability back to 1578,based on a Porites coral Sr/Ca record from the northern Ryukyus, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawakubo, Y., Alibert, C. and Yokoyama
  • 雑誌名: Paleoceanography 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/2017PA003203
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of Regional Maritime Networks during the Early Metal Ages in Northern Maluku Islands: A view from excavated pottery and glass ornaments. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ono,R. F.Aziz, A. Oktaviana, Prastiningtyas, N. Iriyanto M. Ririmasei, I. B. Zesse, Y. Hisa, and M. Yoneda
  • 雑誌名: Journal of Island and Coastal Archaeology 巻: 31 ページ: 98-108
  • DOI: 10.1080/15564894.2017.1395374
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comanthus scintillus, a new species of featherstar (Echinodermata: Crinoidea: Comatulida: Comatulidae) from southern Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Obuchi, M., Fujita, Y.
  • 雑誌名: Species Diversity 巻: 22 ページ: 201-206
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 沖縄島におけるアサヒガニモドキの記録 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤田喜久
  • 雑誌名: Fauna Ryukyuana 巻: 37 ページ: 1-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Short-term fluctuations in regional radiocarbon reservoir age recorded (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Suzuki, A., Miyairi, Y. and Aze, T
  • 雑誌名: J.Quaternary Sci 巻: 32 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1002/jqs.2923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Data reporting standards for publication of U-series data for geochronology and timescale assessment in the earth sciences (2017)
  • 著者名/発表者名: Duttona, A., Rubin, K., McLean, N., Bowring, J., Bard, E., Edwards, R.L., Henderson, G.M., Reid, M.R., Richards, D.A., Sims, K.W.W., Walker, J.D., Yokoyama, Y
  • 雑誌名: Quaternary Geochronology 巻: 39 ページ: 142-149
  • DOI: 10.1016/j.quageo.2017.03.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Basic Studies on the Western Shipwrecks Discovered in the Ryukyu Archipelago and Their Influence on Modern Society (2017)
  • 著者名/発表者名: Katagiri, C., Nakanishi, Y., Ono, R., Miyagi, H.
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd Asia-Pacific Regional Conference on Underwater Cultural Heritage. 巻: 1 ページ: 399-416
• [雑誌論文] 更新世の墓域は語る (2017)
  • 著者名/発表者名: 片桐千亜紀、徳嶺里絵、河野礼子、土肥直美
  • 雑誌名: 岩波『科学』 巻: 87 ページ: 559-564
• [学会発表] 湿潤熱帯域の浅海底地形学：石垣島名蔵湾の沈水カルスト地形の発達 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅 浩伸，藤田和彦，横山祐典，浦田健作，中島洋典，堀 信行，長尾正之，羽佐田葉子，Frederic SINNIGER, 宮入陽介，石沢成美，岩田良哉，大城夏生
  • 学会等名: 日本地理学会2018年春期学術大会
• [学会発表] マルチビーム測深等を用いた浅海底の地形図づくりとその学術利用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅 浩伸
  • 学会等名: 九州大学浅海底フロンティア研究センターシンポジウム「最先端の浅海底地形図づくりとその活用ー沿岸域の科学的理解と利用に向けてー」
  • 招待講演
• [学会発表] 浅海底地形図を使った沖縄海底遺跡ミュージアム構想 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中西 裕見子
  • 学会等名: 九州大学浅海底フロンティア研究センターシンポジウム「最先端の浅海底地形図づくりとその活用ー沿岸域の科学的理解と利用に向けてー」
  • 招待講演
• [学会発表] 海底地形図の学際研究活用と日豪共同研究プロジェクトJASAG (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤田和彦
  • 学会等名: 九州大学浅海底フロンティア研究センターシンポジウム「最先端の浅海底地形図づくりとその活用ー沿岸域の科学的理解と利用に向けてー」
  • 招待講演
• [学会発表] 地図を使って多様性の中に秩序を見いだす ―ダーウィンの時代からの試み― (2018)
  • 著者名/発表者名: 堀 信行
  • 学会等名: 九州大学浅海底フロンティア研究センターシンポジウム「最先端の浅海底地形図づくりとその活用ー沿岸域の科学的理解と利用に向けてー」
  • 招待講演
• [学会発表] Typhoon waves on coral reefs (2017)
  • 著者名/発表者名: Vila-Concejo, A., Duce, S., Nagao, M., Nakashima, Y., Ito, M. Fujita, K., Kan, H.
  • 学会等名: Coastal Dynamics 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 海洋酸性化現象が浅海の付着生物の加入定着に与える影響評価実験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 淳・酒井一彦・林 正裕・山本雄三・太田雄貴・井口 亮・井上麻夕里・菅 浩伸・野尻幸宏
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] 星砂の摩耗度と放射性炭素年代に基づく瀬底島海浜堆積物の年代と堆積過程 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤真裕子・森 愛・本郷宙軌・浅海竜司・宮入陽介・横山裕典・藤田和彦
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
• [学会発表] Basic studies on the Western shipwrecks discovered in the Ryukyu Archipelago and their influence on modern society (2017)
  • 著者名/発表者名: Katagiri, C., Nakanishi, Y., Ono, R., Miyagi, H.
  • 学会等名: 3rd Asia-Pacific Regional Conference on Underwater Cultural Heritage
  • 国際学会
• [学会発表] Multibeam Bathymetric Mapping of Reef Geomorphology, eastern Kume Island. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kan, H., Fujita, K., Hasegawa, H., Nagao, M., Nakashima, Y., Hori, N.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Workshop 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Production, transport and depositional process of reef sediments around Hatenohamasand cay (Okinawa, Japan) (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujita, K., Ito, M., Kiyoshima, R.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Workshop 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Numerical simulation of storm waves at Kume-jima Island (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Workshop 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High-resolution Bathymetric Mapping Project for coral reef geomorphology and related sciences in the Ryukyu Islands, Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Kan, H.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Symposium 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] North Western Pacific Oceanography recorded in Porites coral skeleton (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, Y., Hirabayashi, S., Kubota, K., Kawakubo, Y., Miyairi, Y.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Symposium 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Use of large benthic foraminifers to solve reef paleoenvironmental and sedimentological problems (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujita, K.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Symposium 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Production age, transport and depositional processes of beach sediments around Sesoko Island (Okinawa, Japan), based on abrasion grades and radiocarbon ages of Baculogypsina (Foraminifera) (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito, M.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Symposium 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The geographical distribution and the formational model of coral reefs in the world (2017)
  • 著者名/発表者名: Hori, N.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Symposium 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Bio-Geomorphological Evaluation of the Depression “Katama”Located in the Reef Edge as a Fishery Ground (2017)
  • 著者名/発表者名: Toguchi, K., Fujita, Y., Nakai, T., Hasegawa, H., Takahashi, S., Kan, H.
  • 学会等名: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Symposium 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 海の人類史―東南アジア・オセアニア海域の考古学 増補改訂版 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野林太郎
  • 総ページ数: 240
  • 出版者: 雄山閣
  • ISBN: 978-4-6390-2557-3
• [図書] 海民の移動誌―西太平洋のネットワーク社会 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野林太郎・長津一史・印東道子 編著
  • 総ページ数: 394
  • 出版者: 昭和堂
  • ISBN: 978-4-8122-1718-4
• [図書] 沖縄・素潜り漁師の社会誌―サンゴ礁資源利用と島嶼コミュニティの生存基盤 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高橋そよ
  • 総ページ数: 264
  • 出版者: コモンズ
  • ISBN: 978-4-86187-149-8
• [図書] サンゴ礁と共に生きる知恵――素潜り漁師の民俗知識と漁撈活動，宮古の自然と文化を考える会編『宮古の自然と文化 第4集 天・地・人の調和 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高橋そよ
  • 総ページ数: 68-101
  • 出版者: 新星図書出版
  • ISBN: 978-4-89982-135-9
• [図書] 『南島考古入門－掘り出された沖縄の歴史・文化』 第Ⅳ章第Ⅳ節 水中遺跡 (2018)
  • 著者名/発表者名: 片桐千亜紀
  • 総ページ数: 112-113
  • 出版者: ボーダーインク
• [備考] 九州大学 菅 浩伸研究室 「研究内容Ⅰ」 マルチビーム測深技術を用いた沿岸浅海域の研究
  • URL: http://www.scs.kyushu-u.ac.jp/kan/research_1.html
• [備考] 九州大学 先導的学術研究拠点 浅海底フロンティア研究センター
  • URL: http://scs.kyushu-u.ac.jp/seafloor/
• [備考] サンゴ礁地球生命科学研究室（藤田和彦研究室）へようこそ！
  • URL: https://sites.google.com/site/reefforamslab/
• [学会・シンポジウム開催] Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Workshop 2017 (2017)
• [学会・シンポジウム開催] 日豪サンゴ礁地形学シンポジウム: Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Symposium 2017 (2017)