宇宙線ラジオグラフィーと高品位化した重力連続観測で、マグマの火道内昇降を診る

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20244071
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大久保 修平 東京大学, 地震研究所, 教授 (30152078)
• 研究分担者: 孫 文科 東京大学, 地震研究所, 准教授 (10323651) ; 田中 宏幸 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20503858) ; 田中 愛幸 東京大学, 地震研究所, 助教 (90508350) ; 徳永 朋祥 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (70237072) ; 田村 良明 国立天文台, 水沢VERA観測所, 助教 (90150002)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 宇宙線透視 / 重力 / 火山 / 地下水

研究概要

火山のマグマの通り道(=火道)のどこに、マグマの上端があるのかを推定する手法の開発に取り組んだ。マグマ上端の位置によって山麓の重力が変動することに着目し、絶対重力の連続観測を行った。重力観測データに含まれる降雨等の環境変動起源の重力擾乱を補正し、火山起源の重力シグナルを抽出するために、地下水学的なシミュレーション手法を開発した。補正後のデータと宇宙線で透視した火道形状とを用いて、火道内のマグマ上端の高度が算出できるようになった。これにより、火山浅部のマグマの移動と火山活動の関係を議論する上で、極めて重要な成果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Gravitychanges associated with variations inlocal land water distributions : observations and hydrological modelingat Isawa Fan (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama, T., Y. Tamura, K. Asari, S. Manabe, and S. Okubo
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imagingdensity profile of volcano interiorwith cosmic-ray muon radiographycombined with classical gravimetry (2012)
  • 著者名/発表者名: Okubo, S. and HKM. Tanaka
  • 雑誌名: Measurement, Science and Technology 巻: Vol.23
  • DOI: DOI:10.1088/0957-0233/23/4/042001
• [雑誌論文] A multiple-isotope(delta Cl-37, C-14, H-3) approach toreveal the coastal hydrogeologicalsystem and its temporal changes inwestern Kyushu (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, T., J. Shimada, , Y. Kimura, ほか3名
  • 雑誌名: Japan, HydrogeologyJournal 巻: Vol.19(1) ページ: 249-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensionalcomputational axial tomography scan ofa volcano with cosmic ray muonradiograph (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, HKM., H. Taira, T. Uchida, ほか7名
  • 雑誌名: Journal of GeophysicalResearch 巻: Vol.115
  • DOI: DOI:10.1029/2010JB007677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a portable assembly typecosmic-ray muon module for measuringthe density structure of a column of magma (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H. K. M., T. Uchida, M. Tanaka, H. Shinohara, and H. Taira
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: Vol.62 ページ: 119-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible space and power effective muonsensor module for imaging a volcano (2010)
  • 著者名/発表者名: Taira, H., and H. K. M. Tanaka
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: Vol.62 ページ: 179-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] 桜島火山における絶対重力観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大久保修平・菅野貴之・風間卓仁・山本圭吾・井口正人・田中愛幸・孫文科・高山鐵朗・坂守・松本滋夫
  • 雑誌名: 地震火山噴火予知研究計画報告書「桜島火山における多項目観測に基づく火山噴火準備過程解明のための研究」 ページ: 65-71
• [雑誌論文] ハイパー・ハイブリッド重力測定-地殻内流体移動検出の高精度化を目指して (2010)
  • 著者名/発表者名: 大久保修平
  • 雑誌名: 地震ジャーナル 巻: 50巻 ページ: 78-82
• [雑誌論文] Hydrological modeling of groundwaterdisturbances to observed gravity : Theory and application to Asama Volcano (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazama T. and S. Okubo
  • 雑誌名: Journal of GeophysicalResearch 巻: 114
  • DOI: DOI:10.1029/2009JB006391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting a mass changeinside a volcano by cosmic-ray muonradiography(muography): First resultsfrom measurements at Asama volcano (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H. K. M., T. Uchida, M. Tanaka, ほか6名
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 36
  • DOI: DOI:10.1029/2009GL039448
  • 査読あり
• [雑誌論文] シントレックス重力計連続観測による降雨・地下水流動に伴う重力変化の検出-2007年台風9号,浅間火山観測所の場合- (2008)
  • 著者名/発表者名: 名和一成・杉原光彦・村田泰章・風間卓仁・西田究・菅野貴之・小山悦郎・大久保修平・奥田隆
  • 雑誌名: 測地学会誌 巻: 54 ページ: 59-67
  • 査読あり
• [学会発表] Gravity monitoring supplemented withcosmic ray imaging measures rise and fallof magma head (2011)
  • 著者名/発表者名: Okubo, S., H. Tanaka, T. Kazama, K. Yamamoto, Y. Tanaka, and M. Iguchi
  • 学会等名: 第25回IUGG学術総会
  • 発表場所: メルボルン国際コンベンションセンター(オーストラリア)
  • 年月日: 2011-07-02
• [学会発表] ハイパーハイブリッド重力観測-浅間2004年・桜島2010年のケーススタディ (2011)
  • 著者名/発表者名: 大久保修平・風間卓仁,山本圭吾・田中宏幸・田中愛幸・今西祐一・福田洋一・井口正人
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] ローカルな陸水変動に伴う重力変化:胆沢扇状地における観測およびモデリングを例に (2011)
  • 著者名/発表者名: 風間卓仁・田村良明・浅利一善・真鍋盛二・大久保修平
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 桜島火山における、ハイパー・ハイブリッド重力観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大久保修平・風間卓仁・山本圭吾・田中宏幸・菅野貴之・田中愛幸, ほか4名
  • 学会等名: 日本測地学会
  • 発表場所: 京都大学きはだホール(京都府)
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] 地下水流動に伴う重力変化の水文学的モデリング:胆沢扇状地への適用例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 風間卓仁・大久保修平・田村良明・浅利一善・真鍋盛二
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 高エネルギー素粒子地球物理学研究プロジェクト(ESPRITエスプリ) (2010)
  • 著者名/発表者名: 大久保修平・田中宏幸
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 火山の多検出器トモグラフィー観測へ向けた低消費電力可搬型ミューオグラフィー検出器の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中宏幸
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 重力連続観測で明らかになった火山内部のマグマ移動プロセス (2010)
  • 著者名/発表者名: 風間卓仁・大久保修平・山本圭吾・井口正人・菅野貴之・田中愛幸・孫文科
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 桜島2008-2009年噴火における絶対重力変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 風間卓仁・菅野貴之・大久保修平・孫文科,田中愛幸・山本圭吾・井口正人
  • 学会等名: 日本測地学会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所(茨城県)
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] 重力データに含まれる地下水擾乱の水文学的補正:桜島火山への適用例 (2009)
  • 著者名/発表者名: 風間卓仁・大久保修平・山本圭吾・井口正人・菅野貴之・田中愛幸・松本滋夫・孫文科
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2009-05-21
• [学会発表] 国立天文台水沢における超伝導重力観測と測地コロケーション観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田村良明・寺家孝明・浅利一善・真鍋盛二・大久保修平・風間卓仁
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2009-05-21
• [学会発表] 桜島火山における絶対重力連続観測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 風間卓仁・菅野貴之・田中愛幸・松本滋夫・孫文科・大久保修平, ほか4名
  • 学会等名: 日本測地学会
  • 発表場所: 函館市民会館(北海道)
  • 年月日: 2008-10-23