連続重力観測・宇宙線土壌水分計によるマグマ移動の検出

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K14810
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西山 竜一 東京大学, 地震研究所, 助教 (10835101)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 宇宙線 / 電子・陽電子・ガンマ線 / 土壌水分 / 地下水 / 火山 / 重力

研究成果の概要

本研究は、火山活動に伴う重力変動をとらえる上でのノイズとなる降雨にともなう土壌水分量の変化を、宇宙線電磁成分の測定によって推定し、効果的に補正することを目指した。具体的には、桜島の有村観測坑道および鹿児島市街の横穴坑道において実証観測を行い、降雨にともない宇宙線電磁成分の強度が有意に減少することを確認した。また、火山直下のマグマだまりに新たなマグマが蓄積した場合に生じる変形場・重力変化場を計算するためのモデルの構築に成功した。このように本研究は、火山活動にともなう重力変化のモデル化や、その重力変化をとらえるための降水起源ノイズ低減に向けた基礎的な研究成果をもたらした。

自由記述の分野

測地学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、火山活動に伴う重力変動の正確なモニタリングにおける課題を克服することである。本研究は、宇宙線電磁成分を利用することで、降雨によるノイズを補正し、火山活動に伴う重力変動をより正確に捉える手法を提案した。提案手法は、既往のセンサを埋め込む方法・宇宙線中性子を用いる方法に対して、非侵襲性や広範囲の観測が可能であり、これらの手法が抱える限界を克服する可能性がある。社会的には、災害管理や防災政策の向上に貢献し、火山活動による被害を最小限に抑えることが期待される。特に、降雨による土壌水分の増加は、土砂崩れ発生の重要な要因であるため、その方向に応用が拡がれば社会的意義が大きい。