海底電磁場データを利用した西之島の火山活動の解明と噴火予測

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01319
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 多田 訓子 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 (00509713)
• 研究分担者: 馬場 聖至 東京大学, 地震研究所, 准教授 (70371721) ; 市原 寛 名古屋大学, 環境学研究科, 講師 (90553074)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 西之島 / 海底電位磁力計 / 空中磁気探査 / 3次元磁化構造 / 漂流シミュレーション / 磁気異常

研究実績の概要

西之島は2013年11月に活動を再開した小笠原孤の火山島であり、噴火様式を変えながら現在も活動が続いていることから、海域火山の形成と発達過程を研究する上で貴重なフィールドである。西之島火山の内部構造（電気伝導度構造）を求めることによってマグマ溜まりの深さや位置、大きさを明らかにするために、海底電位磁力計（OBEM）による海底電磁場観測を実施した。2019年12月の大噴火時に海底に設置していたOBEMの1台が、2021年3月に西表島で発見された。漂流シミュレーションやOBEMに付着していた貝の初期的な解析から、このOBEMは火山活動に関連して西之島近傍で浮上し、西表島まで180日ー441日かけて漂流したことがわかった(Tada et al., 2021, EPS)。付着していた貝の成長履歴をより詳細に分析することで漂流に費やした日数をさらに制約し、OBEMが浮上した時期をより詳細に特定する予定である。
OBEMを設置することができない西之島の陸部分および沿岸部の内部構造は、ドローンを使用した空中磁気探査を実施することで解明を試みた。2019年に実施した探査データを解析した結果、表層から地下1kmまでに高磁化の領域が2箇所存在していたことが分かった（Tada et al., 2021, JVGR）。これらの高磁化領域は、2013年以前の西之島の地表よりも深い部分にあることから、2013年以前の火山活動と関係があると考えている。また、火山帯が作る磁気異常の時間変動は、火山の活動度合いを知るための重要な物理量である。空中磁気探査を今後も実施することによって、西之島の今後の活動予測に繋げていきたいと考えている。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Shallow resistivity structure around the 2018 craters of Mt. Motoshirane of Kusatsu-Shirane Volcano, Japan, revealed by audio-frequency magnetotellurics (2023)
  • 著者名/発表者名: Honda Asami、Kanda Wataru、Koyama Takao、Takakura Shinichi、Matsunaga Yasuo、Nishizawa Tatsuji、Ikezawa Satoshi
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 75 ページ: ー
  • DOI: 10.1186/s40623-023-01799-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magnetization Structure and its Temporal Change of Miyakejima Volcano, Japan, Revealed by Uncrewed Aerial Vehicle Aeromagnetic Survey (2022)
  • 著者名/発表者名: Koyama Takao、Kaneko Takayuki、Ohminato Takao、Watanabe Atsushi、Honda Yoshiaki、Akiyama Takahiro、Tanaka Shinichi、Gresse Marceau、Uyeshima Makoto、Morita Yuichi
  • 雑誌名: Journal of Disaster Research 巻: 17 ページ: 644～653
  • DOI: 10.20965/jdr.2022.p0644
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An ultra-high-resolution autonomous uncrewed helicopter aeromagnetic survey in Izu-Oshima Island, Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Koyama Takao、Kaneko Takayuki、Ohminato Takao、Yasuda Atsushi、Ogawa Tsutomu、Watanabe Atsushi、Sakashita Shikou、Takeo Minoru、Yanagisawa Takatoshi、Honda Yoshiaki、Kajiwara Koji
  • 雑誌名: Journal of Volcanology and Geothermal Research 巻: 425 ページ: ー
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2022.107527
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phreatic volcanic eruption preceded by observable shallow groundwater flow at Iwo-Yama, Kirishima Volcanic Complex, Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Aizawa Koki、Muramatsu Dan、Matsushima Takeshi、Koyama Takao、Uyeshima Makoto、Nakao Shigeru
  • 雑誌名: Communications earth & environment 巻: 3 ページ: ー
  • DOI: 10.1038/s43247-022-00515-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Large-scale magmatic-hydrothermal system of Kusatsu-Shirane Volcano, Japan, revealed by broadband magnetotellurics (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga Yasuo、Kanda Wataru、Koyama Takao、Takakura Shinichi、Nishizawa Tatsuji
  • 雑誌名: Journal of Volcanology and Geothermal Research 巻: 429 ページ: ー
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2022.107600
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent volcanic activity at the Asama volcano and long-period seismic signals (2022)
  • 著者名/発表者名: TAKEO Minoru、AOKI Yosuke、KOYAMA Takao
  • 雑誌名: Proceedings of the Japan Academy, Series B 巻: 98 ページ: 416～438
  • DOI: 10.2183/pjab.98.022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magmatic fluid pathways in the upper crust: insights from dense magnetotelluric observations around the Kuju Volcanoes, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Aizawa Koki、Utsugi Mitsuru、Kitamura Keigo、Koyama Takao、Uyeshima Makoto、Matsushima Nobuo、Takakura Shinichi、Inagaki Haruhiro、Saito Hiroki、Fujimitsu Yasuhiro
  • 雑誌名: Geophysical Journal International 巻: 228 ページ: 755～772
  • DOI: 10.1093/gji/ggab368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aeromagnetic survey in Kusatsu-Shirane volcano, central Japan, by using an unmanned helicopter (2021)
  • 著者名/発表者名: Koyama Takao、Kanda Wataru、Utsugi Mitsuru、Kaneko Takayuki、Ohminato Takao、Watanabe Atsushi、Tsuji Hiroshi、Nishimoto Taro、Kuvshinov Alexey、Honda Yoshiaki
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 73 ページ: ー
  • DOI: 10.1186/s40623-021-01466-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aeromagnetic survey in volcanoes by using autonomous-driven unmanned helicopter (2021)
  • 著者名/発表者名: Koyama Takao、Kaneko Takayuki、Ohminato Takao、Watanabe Atsushi、Yanagisawa Takatoshi、Honda Yoshiaki
  • 雑誌名: BUTSURI-TANSA(Geophysical Exploration) 巻: 74 ページ: 115～122
  • DOI: 10.3124/segj.74.115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrothermal and Magmatic System of a Volcanic Island Inferred From Magnetotellurics, Seismicity, Self‐potential, and Thermal Image: An Example of Miyakejima (Japan) (2021)
  • 著者名/発表者名: Gresse Marceau、Uyeshima Makoto、Koyama Takao、Hase Hideaki、Aizawa Koki、Yamaya Yusuke、Morita Yuichi、Weller Derek、Rung‐Arunwan Tawat、Kaneko Takayuki、Sasai Yoichi、Zlotnicki Jacques、Ishido Tsuneo、Ueda Hideki、Hata Maki
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 126 ページ: ー
  • DOI: 10.1029/2021JB022034
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetization structure of Nishinoshima volcano, Ogasawara island arc, obtained from magnetic surveys using an unmanned aerial vehicle (2021)
  • 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: ー
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2021.107349
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Drift of an ocean bottom electromagnetometer from the Bonin to Ryukyu Islands: estimation of the path and travel time by numerical tracking experiments (2021)
  • 著者名/発表者名: Tada Noriko、Nishikawa Haruka、Ichihara Hiroshi、Watanabe Hiromi Kayama、Kuwatani Tatsu
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 73 ページ: ー
  • DOI: 10.1186/s40623-021-01552-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Imaging of a serpentinite complex in the Kamuikotan Zone, northern Japan, from magnetotelluric soundings (2021)
  • 著者名/発表者名: Ichihara Hiroshi、Mogi Toru、Uchida Toshihiro、Satoh Hideyuki、Yamaya Yusuke、Fujii Masakazu、Yamazaki Shusaku、Okazaki Kenji、Tada Noriko
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 73 ページ: ー
  • DOI: 10.1186/s40623-021-01482-5
  • オープンアクセス
• [学会発表] Aeromagnetic survey of Nishinoshima volcano by using drone in 2019 (2023)
  • 著者名/発表者名: Tada, N., Ichihara, H., Nakano, M., Utsugi, M., Koyama, T., Kuwatani, T., Baba, K., Maeno, F., Takagi, A., Takeo, M.
  • 学会等名: IAVCEI2023
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation on uncertainty of three-dimensional magnetotelluric forward modeling for practical conductivity structure models (2022)
  • 著者名/発表者名: 馬場聖至
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] 無人ヘリコプターを用いた伊豆大島高解像空中磁気測量の再解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小山崇夫,金子隆之,大湊隆雄,安田敦,小河勉,渡邉篤志,坂下至功,武尾実,柳澤孝寿,本多嘉明,梶原康司
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] ドローンを用いた空中磁気測量による三宅島磁化構造解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小山崇夫,金子隆之,大湊隆雄,渡邉篤志,本多嘉明,秋山峻寛,田中伸一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] 西之島から西表島まで漂流した海底電位磁力計から明らかになったこと (2022)
  • 著者名/発表者名: 多田訓子, 西川悠, 渡辺裕美, 市原寛, 桑谷立
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] On synthetic marine magnetotelluric inversion study: reproduction of error in data (2021)
  • 著者名/発表者名: 馬場聖至
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [学会発表] 無人ヘリコプターによる草津白根山空中磁気測量 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小山崇夫, 神田 径, 宇津木 充, 金子隆之, 大湊隆雄, 渡邉篤志, 辻 浩, 西本太郎, 本多嘉明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [学会発表] 2018年9月ー2020年12月のOBEMを設置していた期間に、西之島周辺の海底で何が起こったのか？ (2021)
  • 著者名/発表者名: 多田 訓子、馬場 聖至、富士原 敏也、田村 芳彦、金松 敏也、吉田 健太、高木 朗充、前野深
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [学会発表] Aeromagnetic survey of Nishinoshima volcano by using drone: the current situation and future outlook (2021)
  • 著者名/発表者名: 多田 訓子、市原 寛、中野 優、宇津木 充、小山 崇夫、桑谷 立、馬場 聖至、前野 深、高木 朗充、武尾 実
  • 学会等名: 第150回地球電磁気・地球惑星圏学会総会・講演会
• [備考] 西之島の海底で何が起こったのか？ー西表島へ旅した観測機器から分かることー
  • URL: https://www.jamstec.go.jp/rimg/j/column/20220121/