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2022 年度 実績報告書

SPPIM計画-海中浮遊ロボット地震広域観測による太平洋プルーム全貌イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 19H00731
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

大林 政行  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), 主任研究員 (30359179)

研究分担者 杉岡 裕子  神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (00359184)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード海洋地震観測 / ハイドロフォン / 太平洋プルーム / 地震波トモグラフィー / フロート
研究実績の概要

本研究は日本、フランス、アメリカ、中国の国際共同で南太平洋の広大な領域でかつてない規模の地震観測をハイドロフォン搭載海中浮遊型地震観測ロボットMERMAIDフロートを用いて実施し、それにより得られた地震データで地震波トモグラフィーを実行し南太平洋下マントルの大規模上昇流(太平洋プルーム)の実態を明らかにしようとするものである。2019年度のMERMAIDフロート投入によって計50台が南太平洋で稼働しており、日本が管理している9台のデータ取得を続けている。引き続き地震波トモグラフィーに必要なP波初動の走時を読み取り、データを蓄積している。
2023年1月15日のフンガ・トンガ=フンガ・ハアパイ火山噴火に伴う信号が太平洋に展開中のMERMAIDハイドロフォンアレイで観測された。この信号はMERMAIDの持つ地震動自動検出機能では検出されなかったが、双方向イリジウム通信を介してフンガ・トンガ=フンガ・ハアパイ火山噴火に焦点を当てたデータリクエストにより取得できたものである。これにより噴火に伴うT-phaseが鮮明に観測された。このデータは海洋島の地震計、海底地震計、係留型ハイドロフォンのいずれでもなく、MERMAIDフロート特有のデータであり、走時解析、スペクトル解析を実行し地震学会等で発表した。現在より詳細な解析を進めている。
MERMAIDデータに応用可能なオントンジャワ海台周辺に展開した海底地震計データを用いたレシーバー関数解析を行った。これによりオントンジャワ海台下では410km不連続面が浅くなっていることが示された。また、カロリンホットスポット列に沿って410km不連続面が深くなっていることが示され、トモグラフィーで明らかになったカロリン火山列に沿ったマントル遷移層からのシート状上昇流を支持する結果となった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2019年度に展開したMERMAIDフロートから地震波データを取得しておりトモグラフィーに必要な解析を進めている。2023年1月15日のフンガ・トンガ=フンガ・ハアパイ火山噴火に伴う信号が観測され解析を進めている。

今後の研究の推進方策

国際協力のもとMERMAIDフロートから送信されるデータを継続して取得する。得られた地震波形データを解析して地震波トモグラフィーに必要なデータを得る。蓄積されたデータを用いて地震波トモグラフィーを実行し、太平洋プルームの構造を明らかにする。
MERMAIDハイドロフォンアレイで観測された2023年1月15日のフンガ・トンガ=フンガ・ハアパイ火山噴火に伴う信号を用いてビームフォーミング法を応用した手法等で詳細な解析を行なう。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Nature of mantle discontinuities beneath the Ontong Java Plateau2023

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suetsugu, Masayuki Obayashi, Takashi Tonegawa, Hajime Shiobara, Hiroko Sugioka, Aki Ito, Takehi Isse, Yasushi Ishihara, Satoru Tanaka, Junko Yoshimitsu
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      巻: 334 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2022.106969

    • 査読あり
  • [学会発表] Multifrequency P-wave tomography of Honshu slab2022

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Obayashi, Junko Yoshimitsu, Hitoshi Kawakatsu, Masanao Shinohara
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-range underwater acoustic observations of the recent 2021 eruption at Fukutoku-Okanoba2022

    • 著者名/発表者名
      大林 政行、Metz Dirk
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022 2022/05
  • [学会発表] Three-year seismic observation by hydrophone floats2022

    • 著者名/発表者名
      大林 政行、杉岡 裕子、吉光 淳子、Simon Joel
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
  • [学会発表] MERMAIDハイドロフォンアレイで捉えたフンガ・トンガ噴火2022

    • 著者名/発表者名
      大林 政行、吉光淳子、杉岡裕子、Joel Simon、Yu Yong
    • 学会等名
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [学会発表] The Explosive Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Eruption as Heard by an Array of Hydroacoustic MERMAID Floats2022

    • 著者名/発表者名
      Joel D. Simon, Yong Yu, Masayuki Obayashi, Frederik Simons, Jessica C. E. Irving and The Earthscope-Oceans Consortium
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2022

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公開日: 2023-12-25  

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