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2021 年度 実施状況報告書

フィリピン・タール火山におけるその場観測に基づくマグマシステムの発達過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0084
研究機関名古屋大学

研究代表者

熊谷 博之  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (10343758)

研究分担者 堀田 耕平  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 助教 (20819122)
大倉 敬宏  京都大学, 理学研究科, 教授 (40233077)
楠本 成寿  京都大学, 理学研究科, 教授 (50338761)
大場 武  東海大学, 理学部, 教授 (60203915)
市原 寛  名古屋大学, 環境学研究科, 講師 (90553074)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2023-03-31
キーワード噴火 / マグマ / 地震波散乱 / 火山ガス / 比抵抗 / 重力 / 地殻変動
研究実績の概要

本研究では2020年にタール火山で起こった噴火に伴い、地震波伝播構造・電磁気構造・重力・地殻変動・流体組成にどのような変化が起こっていたかを解明することを目的としている。2021年度の研究により、タール火山で発生した火山構造性地震の散乱波の継続時間を表すエンベロープ幅の逆問題解析から、地震散乱波の強さを示す平均自由行程と非弾性減衰を推定する手法の開発を行った。さらに、その手法を2011年10月から噴火直前の2020年1月までに発生した地震のエンベロープ幅データに適用し、火山島東斜面において浅部マグマが存在すると推定されていた領域における平均自由行程と非弾性減衰の時間変動の推定を行った。その結果、噴火直前にそれらの推定値が系統的な変動を示し、特に平均自由行程がCO2ガスの放出量と相関する関係が見られた。これはマグマにおける揮発性成分が脱ガスして生じた気泡によって地震波散乱の強度が変わったことによると解釈された。ただし、平均自由行程と非弾性減衰の時間変動の推定量はばらつきが大きく、推定精度に関する検討が今後必要である。また、2017年にタール火山島で測定された重力値からブーゲー異常を求めた結果、タール火山は高重力異常がカルデラ内に存在する火山であり、火山島の麓から火口湖に向かって重力異常値が大きくなる特徴があることが分かった。さらに、衛星画像(InSAR)により噴火前には長期の収縮があり、直前に膨張が起こったことが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ禍によりフィリピンへの出張ができなかったため。

今後の研究の推進方策

昨年度までの研究により、タール火山で発生した火山構造性地震の散乱波の継続時間を表すエンベロープ幅の逆問題解析から、地震散乱波の強さを示す平均自由行程と非弾性減衰を推定する手法の開発を行った。さらに、その手法を2011年10月から噴火直前の2020年1月までに発生した地震のエンベロープ幅データに適用し、火山島東斜面において浅部マグマが存在すると推定されていた領域での平均自由行程と非弾性減衰の時間変動の推定を行った。しかしながら、それらの推定量はばらつきが大きく、推定精度に関する検討が必要であることがわかった。そこで、本年度はこれらの検討を進めるとともに、推定された平均自由行程と内部減衰の時間変動と、火山ガスの放出量、火口湖水の組成変化、GPSおよびInSARにより推定された火山島およびその周辺での地殻変動との関係を調べ、噴火に伴うマグマ溜まりおよび火道におけるマグマの挙動を解明する。その成果を国内外の学会で発表するとともに、論文としてまとめ国際誌に投稿し出版する。さらにコロナ禍による渡航制限が緩和され次第、フィリピン火山地震研究所を訪問し、これまでに得られた研究成果に関する議論を行うとともに、噴火後の観測データの共有を進める。さらにタール火山およびその周辺地域における電磁気・重力観測を行い、噴火後にどのような地下構造の変化が生じたかの解明を進める。

次年度使用額が生じた理由

コロナの影響で予定していたフィリピンへの出張ができなかったため。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] フィリピン火山地震研究所(フィリピン)

    • 国名
      フィリピン
    • 外国機関名
      フィリピン火山地震研究所
  • [雑誌論文] ブーゲー異常を用いた浅部間隙率分布の推定2021

    • 著者名/発表者名
      楠本成寿, 高橋秀徳, 東中基倫, 早川裕弌
    • 雑誌名

      物理探査

      巻: 74 ページ: 30-35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The 2020 Eruption and Large Lateral Dike Emplacement at Taal Volcano, Philippines: Insights From Satellite Radar Data2021

    • 著者名/発表者名
      Bato M. G.、Lundgren P.、Pinel V.、Solidum R.、Daag A.、Cahulogan M.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021GL092803

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Groundwater Interacting at Depth With Hot Plastic Magma Triggers Phreatic Eruptions at Yugama Crater Lake of Kusatsu-Shirane Volcano (Japan)2021

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi Muga、Ohba Takeshi、Terada Akihiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.3389/feart.2021.741742

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Mapping Envelope Widths of Volcano-Seismic Events Using Space-Weighting Functions to Estimate 3D Scattering and Attenuation Structures at Volcanoes2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kumagai, Miki Hamamoto
    • 学会等名
      AGU 2021 Fall Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Large fluctuations of seismic scattering properties in a magmatic conduit before the 2020 eruptions at Taal volcano (Philippines) inferred from inversion of envelope widths of volcano-tectonic earthquakes2021

    • 著者名/発表者名
      Miki Hamamoto, Hiroyuki Kumagai, Rudy Lacson, Jr., Mariton Bornas, Renato Solidum
    • 学会等名
      AGU 2021 Fall Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 火山構造性地震のエンベロープ幅の逆問題解析によるタール火山の散乱構造とその時間変化の推定2021

    • 著者名/発表者名
      濱本未希, 熊谷 博之, Lacson Rudy
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
  • [学会発表] 重力異常や重力偏差(gzz)のパワースペクトルから原因層の平均深度を与える回帰曲線の自動推定手法2021

    • 著者名/発表者名
      楠本 成寿, 東中 基倫
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021

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公開日: 2022-12-28  

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