| 研究課題/領域番号 |
21K03675
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
後藤 章夫 東北大学, 東北アジア研究センター, 助教 (80312685)
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| 研究分担者 |
土屋 範芳 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (40207410)
山崎 新太郎 京都大学, 防災研究所, 准教授 (40584602)
松中 哲也 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 助教 (60731966)
知北 和久 北海道大学, 北極域研究センター, 研究員 (70142685)
平野 伸夫 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (80344688)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 蔵王火山 / 御釜 / 火山活動 / 水収支 / 水中ドローン |
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| 研究実績の概要 |
噴火の潜在性を秘めた静穏な火口湖の活動度評価手法を確立するために，蔵王火山の火口湖・御釜をテストフィールドとして，①水・熱・化学物質収支の評価による地下熱水系の影響評価，②湖水中のヨウ素同位体比（129I/127I比）分析による地下深部起源物質の寄与の検出，③映像・音響探査による湖底調査 を開始した．
令和3年度は計4回の現地調査を行い，5月18日から9月28日の間は，水収支の推定に必要な降水量や湖面蒸発量を求める気象連続観測を湖岸で行った．8月5日には，御釜湖底の様子を水中ドローンで調査した．御釜では2018年に先行研究でソナーを用いた探査が実施され，平坦な湖底のほぼ中心部に丘状の地形が発見され，そこから上方に伸びる小物体群を示す反射が報告されている．
溶存物質も考慮して御釜の水収支を計算した結果，直接の計測が不可能な地下水は，流入量より漏出量が過多とわかった．御釜では融雪期後に著しい水位低下が見られるが，降水の影響を受けない結氷期間に一貫して水位低下が起こるためと判明した．
水中ドローンによる探査は湖水の濁りにより思うような成果が得られなかったが，先行研究の調査で考えられたよりも複雑な湖底地形であることがわかった．また，湖底からの気泡上昇や熱水噴出といった活動の直接的証拠は発見されなかった．
ヨウ素同位体比分析のための採水は調査のたびに行っているが，マシンタイムの制約から，分析はまだ行われていない．追加的に，放射性ラドンによる地下起源物質の寄与検出を試みたが，十分な放射線のカウント数が得られず，誤差が非常に大きい結果となった．
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| 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
当初の計画通り，初年度となる令和3年度は水収支を知るための気象観測，水中ドローン探査，採水を実施した．水収支はある程度明らかにできた一方で，水中ドローンは湖水の濁りもあって思うような成果が得られなかった．但し当初考えられていたより湖底地形が複雑そうであることがわかった．採水試料の分析はまだ進んでいないが，今後実施される予定である．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では，地球物理学的手法では検出が困難な，噴火の潜在性を秘める静穏な火口湖の活動を，現地での直接的調査に基づき評価する方法の確立を試みる。その達成のために，（1）水・熱・化学物質収支の評価による浅部地下熱水系の影響評価，（2）湖水中のヨウ素同位体比（129I/127I比）分析による地下深部起源物質の寄与の検出，（3）映像・音響探査による湖底調査 を実施する．
（1）と（2）は長期間の調査データ蓄積により，定常的な火山活動度の評価と異常現象の検出を試みるものである．そのため，令和4年度と令和5年度も令和3年度と同様の現地調査，すなわち，湖畔での気象連続観測，水温鉛直分布の連続記録，河川流量測定，湖底からの採泥および採水を実施する．
（3）に関しては，令和3年度の水中ドローン探査で，先行研究から予想されていたより複雑な地形が多数検出されたが，透明度の悪さもあり，位置の同定が困難だった．そこで令和4年度は音響探査によって地形をより広範囲で測定し，水中ドローンによる再調査を実施する．音響探査装置には小型化による可搬性向上などの改良を施し，令和4年度の調査はその試験も兼ねる．確認された地形が火山活動に起因するか否かは，御釜の活動有無を判断する上で大きな材料となる．そこで，令和4年度は当初予定を一部前倒しし，低周波の音波を用いる地質構造調査を予備的に実施する．これにより，検出された地形の構造を分類し，そのうち火山性の成因が疑われる対象を中心に，令和5年度はより詳細な構造探査を行う．
令和5年度は上記調査に加え，得られたデータをとりまとめ，火口湖・御釜の活動を評価する．これら一連の作業により，噴火の潜在性を秘める静穏な火口湖の活動度評価手法を確立する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和3年度に水中ドローン探査を行ったところ，先行研究から想定されていたのとは異なる地形が見いだされた．また，水の透明度が悪く，位置の同定が困難であるため，当初は異なる年に実施するはずだった水中ドローン探査，湖底地形再調査，音響地層探査を同時に行うのが良いと判断した．令和4年度は申請額に対する交付率が研究期間中で最も低いこともあり，同時調査の経費を捻出するために，令和3年度の予算を一部繰り越すこととした．幸い，令和3年度は必要経費をほかの予算で補填できたため，調査研究に支障はなかった．
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