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Magma mass redistribution process in active volcanoes, revealed by broadband gravity observations

宽带重力观测揭示了活火山中岩浆质量的重新分布过程

基本信息

批准号：
22K03777
负责人：
風間卓仁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は活動的火山において広帯域の重力観測を実施し、火山内部のマグマ質量移動プロセスを解明することを最終目標としている。本研究の初年度にあたる2022年度は、以下の3つの研究を実施した。(1) キャンペーン重力測定：本研究は、火山地域における質量時空間変動を把握するため、富士山・箱根・阿蘇・桜島の各火山でキャンペーン相対重力測定を実施した。特に、桜島火山では2022年10月と2023年3月に相対重力測定を実施し、そのデータを1998年以降の重力データと統合することで、1998年以降の重力時間変化を推定した。その結果、桜島火山の中央部では最大+4.1 microGal/yrの重力増加が継続しており、この重力増加は桜島中央部直下の海抜下3.5 kmにおける+8 * 10^9 kg/yrの質量増加で説明可能であることが分かった。この質量増加は、火道内マグマ対流に伴う脱ガスマグマの密度増加を反映しているものと考えられる。(2) 重力連続観測：本研究は、火山地域における短い時間スケールの重力変化を捉えるため、阿蘇・桜島の各火山で相対重力の連続観測を実施した。また、各火山における新たな連続観測点の増設を念頭に、京都大学で相対重力連続観測を試験的に実施した。その結果、2022年1月15日トンガ火山噴火の気圧変動に伴って、京都大学で約1 microGalの重力変化を検出することに成功した。(3) 重力計の検定観測：本研究は、相対重力計で得られる重力値の系統誤差や器差を低減するため、北海道から沖縄に至る長距離測線で相対重力計の検定観測を実施した。その結果、複数の相対重力計のスケールファクターを高精度に決定したほか、相対重力計のスケールファクターが読取値に対して線形的に変化していることを示した。

The purpose of this study is to understand the gravity measurement of active volcanoes and the mass movement inside volcanoes. In the first year of this study, the following three studies were carried out in 2022. (1)Gravity measurement: This study is aimed at understanding the spatial variation of mass in volcanic regions, and conducting gravity measurement in relation to volcanoes in Mt. Fuji, Hakone, Aso, and Kojima. In particular, the relative gravity measurement was carried out between October 2022 and March 2023, and the gravity time was estimated in 1998. As a result, the center of the volcano has a maximum gravity increase of +4.1 microGal/yr, and the gravity increase has a mass increase of +8 * 10^9 kg/yr directly below the center of the volcano 3.5 km below the sea. The increase in mass and density of the fluid (2)Gravity measurement: This study is aimed at the implementation of gravity measurement in volcanic regions and islands. The idea of setting up a new link for each volcano and the implementation of a gravity link test at Kyoto University As a result, on January 15, 2022, Kyoto University successfully produced about 1 microGal of gravity change caused by volcanic eruption. (3)Gravimeter calibration: This study aims to reduce the systematic error and device difference of gravity values obtained by phase gravimeters, and to carry out phase gravimeter calibration on long-distance lines from Hokkaido to Hokkaido. The results of the multiple phase gravimeters are determined with high accuracy, and the phase gravimeters are determined with high accuracy