著者

芝池 諭人 佐々木 貴教 井田 茂

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

巻号頁・発行日

2014-04-07

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冥王代すなわち約 40 億年前より以前にできた岩体は世界中のどこにも見つかっていない。しかし近年、冥王代の放射性年代をもつジルコンを含む堆積岩が発見され、冥王代にはすでに大陸地殻があったと考えられるようになった。この大陸地殻は、いったいなぜ消えてしまったのだろうか。消失の原因として冥王代末期の天体衝突の集中「後期重爆撃」による破壊や溶融が挙げられるが、定量的な推定はあまりなされていない。本研究ではこれを解析的に計算する式を導出し、後期重爆撃によって大陸地殻の消失を説明することが困難であることを明らかにした。具体的には、後期重爆撃を Cataclysm, Soft-Cataclysm, Standard の三つのモデルで表し、冥王代の大陸地殻が掘削される量と溶融する量を推定した。推定方法は、 以下の通りである。まずは、月面の巨大衝突盆地(Cataclysmモデル)のデータと、力学的数値シミュレー ション(Soft-Cataclysmモデル)および月面のクレーター数密度(Standardモデル)を定式化したものから、小惑星のサイズ分布を考慮して後期重爆撃の規模を推定した。小惑星のサイズ分布は、実際の観測によって与えられた分布を累乗近似し、ベキ指数をパラメーターとした。このベキ指数によって、結果は大きく変化する。そして最後に、クレーターのスケーリング則を用いて、大陸地殻の破壊と溶融を推定した。推定される量は、総掘削体積、総溶融体積、掘削および溶融領域による地球表面のカバー率、の四つである。結果としては、後期重爆撃のいずれのモデルであっても、いくつかの巨大衝突によって大陸成長曲線と同程度の体積を溶融する可能性はあるが、溶融領域が地球表面を覆うことはできないとわかった。冥王代の大陸地殻は地球表面に点在していたと想像されるため、これら全てが溶融されるとは考えにくい。すなわち、 後期重爆撃によって冥王代の岩体の消失を説明することは困難である。

著者

塩崎 一郎 河合 隆行 野口 竜也 齊藤 忠臣

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

巻号頁・発行日

2014-04-07

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鳥取砂丘の起伏の象徴である馬の背,その南側の凹地に季節によりその姿を変化させるオアシスがある.このオアシスはいつもみられるわけではなく,夏季には消滅する.また,オアシス凹地へは絶え間なく地表を流れて注がれる流入水が存在しているが,オアシスが存在していないときには,流入水は尻無川となっている.はたして,このオアシスが如何なるメカニズムで発生・消滅しているのだろうか.すなわち,この流入水はどこからきて,どこへ流出するのだろうか.このオアシス湧水に関する問いかけは,古くからの学術的関心であり,例えば、砂丘に降った雨水が地下水となり,一部が泉となって地表に再び表れるという考え方(赤木,1991),保水性の良くない砂丘砂に浸透した雨水が、水を通さない基盤岩の不透水層や透水性の悪い火山灰層の付近に地下水として貯留し、これが湧水となるという考え方(財団法人自然美化管理財団、1995)、近年では、オアシスの形成と砂丘南側に位置する多鯰ケ池の水位変化の関連性を調べた研究(星見,2009)などの知見が既に提出されている. 一方で,学術的に高い価値を有している鳥取砂丘の自然環境は,その自然状態を保全・維持しつつ後世に継承されることが強く望まれているため,砂丘内の自然環境に人為的な影響が生じないよう厳しく管理されており,井戸などの人工物の設置や大型測器による地下水位探査が事実上不可能である.このような理由から,現在に至るまで十分な調査が成されておらず,オアシスの発生・消滅メカニズムを定量的に解明する目的で行われた研究はなく,まだ結論は出ていない. 本研究はこの問いに答える目的のために,すなわち,砂丘内湧水(オアシス)の起源を探るために鳥取砂丘の地下構造と地下水大循環に関する研究を実施した.すなわち,様々な非破壊的な物理探査法を用いて砂丘の地下構造を推定し,地下水の存在形態や流動様式,砂丘の基盤構造などに関する基礎データを得ると共に,水文学的な手法も用いてオアシス湧水の起源ならびに定量的な消長メカニズムの解明を試みた.ここで用いた具体的な方法論は後節に譲るが,概略として,前者の地下構造推定のためには,電気比抵抗映像法,1m深地温探査法,自然電位法,微動探査法,重力探査法を適用し,後者のために,オアシス水に関する水位連続観測ならびに蒸発量解析,オアシス域およびその周辺域の地下水位調査,降水ならびにオアシス湧水と多鯰ヶ池の採水データの安定同位体比解析を導入した.なお,前者の用途においては観測地点の位置や砂丘域全体の地形を把握するためにデファレンシャル法を用いたGPS測量を行い,後者の用途ではオアシス水域およびその周辺の微地形把握のためのトータルステーションを用いた測量を実施した. その結果,鳥取砂丘の地下構造と砂丘内湧水(オアシス)の起源に関して,次に示すようなひとつの結論を得た.「雨水が砂丘砂に浸透し,地下水となる.その一部は火山灰層を主体とする帯水層に導かれ(宙水として)オアシス湧水へ注がれる.オアシス湧水は馬の背の地下を超えて海へ注がれる.オアシス湧水と多鯰ヶ池の水には同時刻的・直接的関連はみられない.また,鳥取砂丘(観光砂丘)全域の大局的な地下水分布は地下構造解析から推定された基盤形状の起伏と関連がみられる.」本研究によりこれらのことが砂丘の地下構造や水位変化,同位体変化などの定量的な観測値から検証されたことに意義があると考えられる.ここではこのような研究の基礎となる学術的背景と調査の概要,複数の調査結果とその解釈,そして,全体を統括したまとめを報告する. なお,本稿で報告されるデータは主に平成21年度?平成23年度に交付を受けた鳥取県環境学術研究振興事業「鳥取砂丘の地下構造と地下水大循環に関する研究-砂丘内湧水(オアシス)の起源を探る-」の一環として取り組まれた種々の研究により取得されたものであることを明記する.

著者

近藤 久雄 谷口 薫 杉戸 信彦

出版者

日本地球惑星科学連合

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日本地球惑星科学連合2014年大会

巻号頁・発行日

2014-04-07

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糸魚川-静岡構造線活断層系(以下,糸静線活断層系)は,1980年代以降に精力的に実施された詳細な古地震学的調査によって,近い将来に内陸大地震を生じる断層系の1つと考えられている(例えば,奥村ほか,1994;地震調査研究推進本部地震調査委員会,2003).糸静線活断層系におけるトレンチ調査等の地点数は約44地点にわたり,日本の内陸活断層帯の中で最も高密度に古地震学的調査が実施されてきた(例えば,糸静線活断層系発掘調査研究グループ,1988など).これらの成果では,断層系最北端を構成する神城断層から下蔦木断層に至る区間(北部-中部区間:奥村ほか,1998)の最新活動時期が約1200年前と推定され,西暦841年もしくは西暦762年地震のいずれかに対比されるものと考えられてきた.甲府盆地の西縁付近を延びる南部区間では約1200年前とは異なり,より古い活動時期が推定されている(遠田ほか,1995;2000).一方,上述の神城断層から下蔦木断層に至る区間が連動型の1つの大地震であったのか,という点については課題が残されている.横ずれ成分を主体とする中部区間の中で,断層系のほぼ中央部に位置する諏訪湖周辺では盆地縁辺部を限る正断層群が発達し(例えば,今泉ほか,1997),同断層系で最も大規模な構造境界をなす.この盆地の成因については議論があるものの,最近検出された横ずれ地形(近藤・谷口,2013)等から判断して,藤森(1991)が指摘したように左横ずれ断層のステップ・オーバーに伴い形成されたプルアパート盆地である可能性が高い.すなわち,諏訪湖堆積盆地が断層セグメント境界をなすと考えられる.その一方では,糸静線活断層系の最新活動ではいずれかの歴史地震において諏訪湖セグメント境界を乗り越えて破壊が進展したとみなされてきた.しかし,例えば,諏訪湖堆積盆地の南東を延びる茅野断層におけるジオスライサー調査では最新活動時期は約2300年前であり,約1200年前のいずれの歴史地震でも活動していない(近藤ほか,2007).そこで,この諏訪湖セグメント境界周辺の最新活動時期をさらに高密度に復元することにより,諏訪湖セグメント境界の連動性を古地震学的に再検討した.諏訪湖セグメント境界の北西側付近に位置する岡谷断層・郷田地点では,トレンチ調査の結果,過去4-5回の活動時期が明らかとなり,最新活動時期が1660+-30 y.B.P.以降と推定された(近藤ほか,2013).さらに,諏訪湖セグメント境界の北東側に位置する諏訪湖北岸断層群・四賀桑原地点においてピット掘削調査を実施し,正断層運動に伴うとみられる傾斜不整合イベントをみいだした.この傾斜不整合の年代は2490±30から7710±40y.B.Pに限定され,少なくとも約1200年前の大地震に伴うものとは考えられない.さらに,下諏訪町下山田地点において実施したトレンチ・ボーリング調査では,沖積扇状地面を切る比高約2mの低断層崖が1790+-30から6750+-30y.B.P.に形成された可能性があり,現在さらに詳細を検討している.これらの諏訪湖セグメント境界とその周辺の最新活動時期からみて,諏訪湖北岸断層群および諏訪湖南岸断層群では最新活動時期が約1200年前よりも古く,西暦841年と西暦762年地震のいずれにおいても活動していない.したがって,約1200年前の歴史地震に伴い神城断層から下蔦木断層に至る区間が連動して1つの大地震を生じたとは考えられない.すなわち,神城断層から牛伏寺断層ないし岡谷断層までを含む区間と,釜無山断層群から下蔦木断層までを含む区間が約1200年前にそれぞれ別々の大地震を生じた可能性が高い.歴史史料の制約から現状では断定できないが,前者の区間が西暦841年地震,後者の区間が西暦762年地震を生じたという対比,あるいはその逆の組み合わせの可能性もある.今後,緻密な年代測定等を実施することで,両地震の対比をより厳密におこなうことも重要である.さらに,最新活動では諏訪湖セグメント境界を破壊が乗り越えなかったと考えられるものの,そのような連動型大地震が過去に生じなかったとは言えない.例えば,約2000-2300年前の古地震イベントでは,牛伏寺断層や岡谷断層,茅野断層においても共通して見いだされており,活動時期のみからは連動した可能性は考えられる.ただし,地層の欠落や年代測定の推定幅によって完全な同時性があるとは言えないため,このイベントに伴う地震時変位量を復元して検討することが必要である.さらに,数値シミュレーション等により物理的な背景をもった再現性を検討する必要があろう.謝辞:諏訪湖周辺の現地調査は(株)ダイヤコンサルタントのご協力を得ました.記して御礼申し上げます.

著者

矢萩 智裕 宮川 康平 川元 智司 大島 健一 山口 和典 村松 弘規 太田 雄策 出町 知嗣 三浦 哲 日野 亮太 齊田 優一 道家 友紀

出版者

日本地球惑星科学連合

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日本地球惑星科学連合2014年大会

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2014-04-07

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国土地理院では全国に約1,300点のGNSS連続観測施設(電子基準点)を設置し,1HzサンプリングのGNSS連続観測を実施している.データ取得及び解析系まで含めた一連のシステムはGEONET(GNSS連続観測システム)と呼ばれ,GEONETで得られた観測データや解析結果等は,我が国の位置の基準を定める測量や地殻変動監視,高精度測位サービス等の幅広い分野で利用されており,現代社会を支えるインフラの一つとしての役割を担っている.防災面においても,これまでGEONETは地震や火山活動に伴う地殻変動の検出等で大きな貢献を果たしており,平成23年東北地方太平洋沖地震(Mw9.0)後には,短周期地震計等により推定された地震発生直後の地震規模が過小評価だったことを踏まえ,より信頼度の高い津波警報初期値への利用を視野に,GEONETのリアルタイムデータを用いた地殻変動結果による地震規模の即時推定技術について大きな期待が寄せられているところである.このような背景を踏まえ,国土地理院では,平成23年度から東北大学との協同研究の下,新たなGEONETのリアルタイム解析システム(REGARD:Real-time GEONET Analysis system for Rapid Deformation Monitoring)の開発を進めてきた.REGARDでは,GEONETで収集されたデータをRTKLIB 2.4.1(Takasu, 2011)をベースとした解析エンジンで処理し,RAPiDアルゴリズム(Ohta et al., 2012)又は緊急地震速報(Kamigaichi et al., 2009)を用いて検知された地震発生に伴う各電子基準点の変位量を入力値として矩形断層モデルの即時自動計算(西村, 2010)を実行することで,地震規模が推定される.平成24年度からは東北地方を中心とした143観測点によるプロトタイプ版を開発して連続稼動の試験運用を実施するとともに,GEONET運用後に発生した過去の大規模地震時の観測データ等を利用したシステムの能力評価を行ってきた.一例として,平成23年東北地方太平洋沖地震のケースでは,推定される矩形断層モデルとCMTとの比較では位置及びメカニズムに若干の差異はあるものの,地震発生から約3分でMw8.9を推定可能であること,Mw7.5を下回る規模の地震の場合にはS/N比が低くなり推定精度が落ちること等が明らかとなった.平成25年度には,プロトタイプシステムをベースに,解析範囲を全国の電子基準点に拡大するとともに,解析システムをGEONET中央局内で二重化すること等により冗長性を高めた新たな全国対応システムを構築した.また,解析設定ファイル作成や結果ファイル閲覧等の支援機能についても追加で実装している.同システムについて平成26年4月から本格的な運用に向けた試験を開始している.本講演では,過去の観測データから得られた検証結果及び全国対応システムの概要を報告するとともに,将来的な津波警報への活用に向けた取り組みや課題について報告する.

著者

堤 彩紀 石橋 純一郎 今野 祐多 横瀬 久芳

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

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2014-04-07

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【はじめに】 カルデラ地形は,熱源・帯水層・不透水層等がそろっており,熱水循環系が発達しやすい地質環境である.横瀬ほか(2010)は,九州の火山フロントの南方延長線上のトカラ列島近傍の海底に,第四紀の火山活動で形成された巨大カルデラが存在することを提唱している.そのうちの一つである宝島カルデラでは,その外輪山に位置する小宝島で,90℃以上の高温の温泉が海岸沿いに噴出していることが知られている.この小宝島の温泉水を採取・分析した結果を報告し,その熱水形成機構を考察する.【試料の採取と分析方法】 温泉水試料の採取は、2013年5月に行われた。温泉水の温度・pH・電気伝導度・酸化還元電位を現地で測定した.温泉水試料は,0.45μmフィルターでろ過してポリびんに入れて持ち帰り,実験室にて主要溶存成分の分析を行った.主要陽イオン濃度はICP‐AES法,陰イオン濃度はイオンクロマトグラフィーを用いて分析した.アルカリ度はグラン法に基づく滴定法,ケイ素濃度は比色分析によって定量した.【結果と考察】 温泉水の化学組成の特徴として,Cl-濃度が高いこと,Na/Cl比が0.75と海水とほぼ一致すること,酸素・水素同位体比が海水の値に近いこと,があげられ,熱水が海水を起源としていると考えられる.また,海水に比べてMg2+,SO42-濃度が低く,K+,Ca2+濃度が高かった.これは海水と岩石の熱水反応において見られる特徴と一致している.地化学温度計を適用すると,熱水貯留層内の温度は250℃~300℃とかなりの高い温度であると推定できる.また,これまでに宝島カルデラ周辺で行われた海底ドレッジでは,玄武岩質安山岩,安山岩,デイサイト,流紋岩からなる溶岩片などが多量に採取されており,最近のマグマ活動が示唆される. これらの結果から,宝島カルデラに規制された熱水循環系があり,その一端が小宝島の海岸で高温の温泉水としてあらわれている可能性が高い.

著者

林 信太郎

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

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2014-04-07

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児童・生徒やジオパークのツーリストが,実感を持って付加体を理解することを目的として,付加体に見られるデュープレックス構造を再現するアナログ実験を開発した。本実験は簡便であり,粉砂糖,ココア,キッチンペーパーなどの身近な材料だけを使用している。 付加体は日本の骨格をつくり,日本列島には普遍的な存在であり,北は白滝ジオパークから南は本部半島ジオパーク構想まで,様々なジオパークに出現する。しかしながら,その形成過程を言葉で説明する事はむずかしい。特に,本研究で対象とする児童・生徒やジオパークのツーリストには,実感を持って現象を理解することの他に,実験そのものの注目度も重要であり,「楽しさ」を演出する事も考慮して開発を行った。 これまで提案された付加体実験は,砂箱実験(山田,2006,兼田ほか,2004)や,岡本(1999,2000)の小麦粉断層断層実験を応用したものがあった。今回は,玄武岩,石灰岩,チャートなど海洋地殻の一部とその上の深海堆積物がデュープレックス構造をつくりながら付加する過程(木村,2002)をアナログ実験で再現する事を目標とした。海洋地殻の上部の枕状溶岩層下部にできる強度の弱い部分を,摩擦係数の低いオーブンペーパー(クッキングペーパー)とココアとの境界面で表現した。また,粉砂糖部分は強度が弱く上面に断層が形成されやすい。クッキングペーパーは,紙にテフロンあるいはシリコンをコーティングしたものであり,電子レンジ調理やフライパンによる調理に用いられ,スーパーマーケットで安価に入手できる。摩擦係数はたいへん低く,食材が貼り付きにくい。 <実験の方法>用意するもの:粉砂糖,純ココア,クリープなどの粉末クリーム,クッキングペーパー,茶こし,スプーン,紙コップ,キッチン用ラップ,紙粘土1)紙粘土をラップで包み,「大陸」をつくる。2)40cmほどにカットしたクッキングペーパーを机上に置く。3)オーブンペーパー上にココアの層をつくる。茶こしでココアを落とし,2mmほどの薄い層をつくる。クッキングペーパーが沈み込む海洋地殻の岩脈群から下部の層をあらわす。ココアは最上部の枕状溶岩のさらに上部をあらわす。4)ココアの層の上に,茶こしで粉砂糖をふりかける。2mmの薄い層をつくる。5)「大陸」をクッキングペーパーの端におく。6)ミルクを大陸及びココアと粉砂糖の層の大陸側にふりかける。これは陸源の堆積物を表現している。7)「大陸」を固定したまま,クッキングペーパーをひく。これはもちろんプレートの沈み込みを表現している。8)大陸にココアや粉砂糖が付加する。ココアと粉砂糖の層がセットになり,次々と底付けされて行く。9)最終的にココアー粉砂糖の層序が数回繰り返すデュープレックス構造様のものが形成される。10)ココア,粉砂糖,ミルクをまとめて紙コップにいれお湯を注ぎ処理する。使用する材料の量をココアとして美味になるようにあらかじめ調整しておくと良い。 今回の実験は,本部半島ジオパークで行われたサイエンス・カフェで実践した。今後,学校教育の現場でも使用し,その効果を検証したい。

著者

大藤 弘明 山下 智晴 Konstantin Litasov Valentin Afanasiev Nikolai Pokhilenko

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

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2014-04-07

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Large meteoritic impact occasionally produces an extensive amount of diamond on the surface of the Earth [1, 2]. Popigai crater located in the north central Siberia is a typical example of such diamond-forming shock events and has recently been brought back into the spotlight due to its vast estimated reserves of the impact diamonds [2-4]. Authigenic impact diamonds occur in shocked graphite-bearing garnet-biotite gneisses that are found as inclusions in impact melt rocks, so-called tagamites and suevites. Popigai diamonds occur as irregular to tabular grains of 0.5-2 mm size (up to 10 mm) and usually show yellow, gray or black colors [3]. Electron microscopic (SEM and TEM) observations in previous studies described that they are polycrystalline aggregates of 0.1-1 μm grains and show a distinct preferred orientation along the [111], which is in a coaxial relation to the [001] of the original graphite source [2-4]. This crystallographic feature as well as the occasional coexistence of lonsdaleite, a metastable carbon polymorph, suggest the Martensitic phase transformation for the potential formation process of the impact diamonds from Popigai crater. However, the textural feature of the impact diamonds and its variation has not fully been examined. Here, we present the result of detailed microtextural observations of impact diamonds from the Popigai crater by transmission electron microscopy (TEM) and discuss the formation mechanism and condition in comparison with those of synthetic diamonds obtained by high pressure and high temperature experiments. In total 10 diamond grains (7 transparent yellowish and 3 black samples) from the Popigai crater were studied. Each sample was first analyzed by a micro-focus XRD equipped with a Mo target and an IP detector. The results showed that transparent samples consist mostly of diamond and occasionally contain lonsdaleite, while black ones are a mixture of graphite, lonsdaleite and diamond, which are all in a coaxial relation as shown by 2D diffraction patterns collected in transmission geometry. Each sample was then transferred to a focused ion beam (FIB) system to cut out TEM foil sections perpendicular to the surface (of the tabular grains). TEM observation revealed that although all the samples commonly possess layered structures and preferred orientation (mostly along [111] of diamond), there are varieties in crystallite (grain) size (down to 10-20 nm) and degree of preferred orientation. Taking into account the similarity in texture and preferred orientation feature between the Popigai diamonds and synthetic diamond, the variation is likely derived from the small difference in crystallinity of the starting graphite sources and perhaps more significantly from the difference in shock temperature. According to the shock features recorded in the silicate minerals of the diamond-bearing impactites, the threshold pressure for the onset of the graphite-diamond transformation is estimated to be 34-36 GPa [3]. However, our recent experimental synthesis [5] demonstrated that a similar phase assembly (mostly diamond + traces of lonsdaleite) and microtexture can be produced at much lower pressures of 15-25 GPa at > 2000℃. The shock pressure as well as shock- and post-shock temperature accompanied with the formation of the Popigai crater might be needed to be reevaluated carefully to understand the real nature of the giant impact. [1] Masaitis V.L. (1998) Meteoritics & Planetary Science. 33. 349-359.[2] Langenhorst F., Shafranovsky G.I., et al. (1999) Geology. 27. 747-750.[3] Deutsch A., Masaitis V.L., et al. (2000) Episodes. 23. 3-11.[4] Koeberl C., Masaitis V.L., et al. (1997) Geology. 25. 967-970.[5] Isobe F., Ohfuji H., et al. (2013) Journal of Nanomaterials. 2013. 380165.

著者

七山 太 中里 裕臣 大井 信三 中島 礼

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2014-04-07

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平成22-25年度に産総研・地質調査総合センターによって5万分の1地質図幅「茂原」の調査が実施された.このポスター発表においては,その試作版を提示し,各位から幅広く意見を徴収する予定である.茂原図幅の区画は,千葉県房総半島中東部に位置し,北緯35°20’ 11.8”-35°30’11.8”,東経140°14’48.2”-140°29’48.1”(世界測地系)の範囲を占める.本地域の全域が千葉県に属し,茂原市,千葉市,市原市,大網白里市,長生郡長南町,同長柄町,一宮町,長生村,いすみ市の各自治体が所轄している.図幅内の地形は大きく丘陵,台地及び低地に区分される.本図幅の西域を占める上総丘陵は,房総丘陵の北東部にあたる.台地は,図幅の北西端部に下総台地が小規模に分布している.両者の間は太平洋に注ぐ一宮川水系と東京湾に注ぐ村田川水系の分水界となっている.また,図幅の南東部には夷隅川水系が小規模に認められる.上総丘陵を構成する地質は下部-中部更新統の上総層群であり,下位から大田代層,梅ヶ瀬層,国本層,柿の木台層,長南層,笠森層および金剛地層に区分されている.本層群は深海-浅海成の泥岩砂岩互層,砂質泥岩,泥質砂層等の半固結堆積物からなり,下位は深海底,上位は陸棚で堆積したと解釈されている.地層は北東-南西方向の走向を持ち,北西方向に0-5°緩く傾斜し,北西に向かって地層が新しくなっている.一方,下総台地にはMIS5eに形成された上位段丘が分布し,下総層群木下層を段丘構成層として,その上位にHk-KlP群の軽石層より上位のテフラ群を挟む下末吉ローム層をのせる.また,木下層の砂層とローム層の間に常総粘土と呼ばれる粘土層が堆積している場合もある.この台地面は,本図幅内では60m前後から130m前後までの高度で分布し,台地の南端部で高く約130mを示し北に行くに従って高度を下げている.

著者

阪本 仁 寺田 直樹

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日本地球惑星科学連合2014年大会

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2014-04-07

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金星は固有磁場を持たない惑星だが、太陽風との相互作用により、超高層大気中には磁場が存在する。金星の昼側の電離圏では、太陽風の動圧が低い時に磁力線がロープのようにねじれたフラックスロープと呼ばれる微細構造がしばしば観測される。Pioneer Venus Orbiter (PVO)は、昼側の下部電離圏を通過する軌道の40パーセント以上でフラックスロープを観測し、その観測頻度が170kmで最大となることを報告した[Elphic et al., 1983]。フラックスロープに関して、これまでにいくつかの生成モデル(K-H 不安定[Wolffet al., 1980], ホール効果に起因する非線形効果[Kleeorin et al., 1994]) が提案されたが、いまだにその生成メカニズムはよくわかっていない。本研究では、最近提案された速い抵抗性の磁気リコネクション[Loureiro et al., 2007]に基づく、新しいフラックスロープの生成モデルを提案する。最近提案された速い抵抗性リコネクションは、非常に横に長いSweet-Parkerタイプの電流シートの中で起こる。その成長率はルンキスト数の4分の1乗に比例し、ルンキスト数が10の4乗より大きいときに、横長の電流シートは不安定となる。MHDシミュレーションの結果[Samtaney et al., 2009]によれば、電流シート内の多数の点でリコネクションが起きたのちに、鎖状にたくさんのプラズモイドが形成される。このような鎖状の構造はフラックスロープに似ている。金星の昼側の下部電離圏においても、速い抵抗性リコネクションが起こる非常に横に長い電流シートが形成される可能性が考えられる。そこで我々は、金星の昼側電離圏において、横に長い電流シートの形成によって生じる速い抵抗性リコネクションを介したフラックスロープ生成のモデルを考察し、その適用可能性を検討した。我々が今回提案するモデルの概要は次の通りである。まず太陽風の動圧が高い状態を考えると、太陽風が運んでくる惑星空間磁場が下部電離圏まで潜り込む。次に惑星空間磁場の向きが変化し、反平行に並んだ磁場が潜り込めば、金星の昼側の電離圏で、横長の電流シートが形成される。形成された電流シートの中で、速い抵抗性リコネクションが起きることにより、フラックスロープが生み出される。我々はこのモデルの適用の可能性を検討するために、まず先行研究の金星超高層大気のハイブリッドシミュレーションの結果[Terada et al., 2002]を用いて、金星電離圏におけるルンキスト数、速い抵抗性リコネクションの成長率、Sweet-Parkerタイプの電流シートの厚み、それぞれの高度分布を求めた。得られた高度分布から、ルンキスト数に関して典型的な大きさを持つ高度をいくつか抜き出した。そして、抜き出したそれぞれの高度で、以下の2つの条件を満たすときモデルが適用可能と考察した。1つ目の条件は、速い抵抗性リコネクションが十分速く成長するという時間的な条件であり、2つ目の条件は電流シートの厚みが観測で得られているフラックスロープのねじれの半径[Elphic et al., 1983]以上になるという空間的な条件である。結果によると、およそ高度170km(ルンキスト数が10の5乗)から高度230km(ルンキスト数が10の6乗)の範囲で我々のモデルは適用可能ということが予測された。発表では、これら適用可能な高度におけるパラメータを用いたMHDシミュレーションの計算結果も紹介する予定である。

著者

大木 郁也 大場 司

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

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2014-04-07

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秋田県南部に位置する三途川カルデラは,約1Ma以前に大規模火砕流を伴うカルデラ陥没により形成した.本地域には,カルデラ形成時に堆積したとされる虎毛山層が分布する.虎毛山層は,下位より虎毛山凝灰岩部層,皆瀬川凝灰岩部層からなる.虎毛山凝灰岩部層は,溶結凝灰岩,火山礫凝灰岩,凝灰質砂岩・黒色頁岩・礫岩の互層からなり,層厚は900mに達する.皆瀬川凝灰岩部層は,火山礫凝灰岩,凝灰岩,礫岩からなり,層厚は450mに達する.虎毛山層は,8層の火砕流堆積物(PDC-1~8),土石流堆積物(DF-1),湖成堆積物(LD-1)から構成される.これらの層序は,下位よりPDC-1,DF-1,LD-1,PDC-2~PDC-8からなる.各層の厚さはPDC-1が20m,DF-1が80m,LD-1が140m,PDC-2が50m,PDC-3が250m,PDC-4が200m,PDC-5が340m,PDC-6が160m,PDC-7が90m,PDC-8が30mである.火砕流堆積物は,塊状無層理の火山礫凝灰岩からなり,軽石と異質岩片を含む.しばしば,炭化木片を含み,脱ガスや柱状節理が発達する.PDC-4, 6は火砕流堆積物の基底部はグラウンドサージ堆積物からなる.このグラウンドサージ堆積物には,低角斜交層理が発達し,デューン構造が認められる.このうちPDC-6は,グラウンドサージ堆積物の下位にグラウンドブレッチャーが認められる.このグラウンドブレッチャーは,最大礫径2.5mの異質岩片を含む基質支持礫岩からなる.また,PDC-1, 3, 4, 8は特徴的に溶結相を伴う.溶結相には,ユータキシティック組織やスフェルライトが認められる.土石流堆積物(DF-1)は,層理が発達し,円礫を主体とする礫支持礫岩からなる.礫は平行に配向し,弱く逆級化する.湖成堆積物(LD-1)は,黒色頁岩及び凝灰質砂岩,礫岩の互層からなる.黒色頁岩にはラミナが発達し,凝灰質砂岩には葉理・層理が発達し,礫岩は塊状無層理である.湖成堆積物(LD-1)の上位のPDC-2は,水中環境での堆積を示唆する.8層の火砕流堆積物の存在は,本地域では火砕流が少なくとも8回発生していたことを示唆する.火砕流堆積物(PDC-4)の流向方向は,グラウンドサージ堆積物のデューン構造から,北東から南西方向であると推定でき,給源位置は滝ノ原火口であると推定した.休止期間を示す湖成堆積物(LD-1)が虎毛山層中部に狭在し,カルデラ陥没が少なくとも2回発生したと推定される.地層の走向は石神山周辺を中心とする半同心円構造をなし,その傾斜は半同心円の外側を向く.この構造は,石神山周辺を中心とするドーム状の隆起構造を示唆する.この隆起構造は,再生ドームであると考えられ,カルデラ中心域にあたる小安岳周辺の基盤岩の高まりの原因の一つである.再生ドームの形成と厚い火砕流堆積物の分布と環状割れ目の存在は,三途川カルデラがValles型カルデラである可能性を示唆している.

著者

小島 慎也 佐藤 香枝 前田 亮太 呉 宏堯 矢田 拓也 森田 敏明 岩崎 博之

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

巻号頁・発行日

2014-04-07

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明星電気株式会社は、小型気象計POTEKA Sta.(ポテカ:Point Tenki Kansoku、以下POTEKA)を開発した。POTEKAは気温・湿度・気圧・感雨・日照を1分間隔で測定でき、従来気象計と比較して安価で、設置が容易なため稠密な設置及びデータ収集が可能である。そのPOTEKAを用いて、伊勢崎市内小中学校及び同市周辺のコンビニ(SAVE ON)に約1.5~4km間隔で計55ヶ所に設置した。本稿では、顕著な観測事例として8月11日に高崎市・前橋市で発生した突風現象の観測結果について紹介する。8月11日18時頃に高崎市から前橋市にかけて突風が発生し、住家の屋根の飛散などの被害がみられた。POTEKAの気温1分値を見ると、最大12分間で-13.9℃の気温低下がみられた。前橋地方気象台発表の突風経路に近いPOTEKAの海面補正した気圧の1分値時系列を下図に示す。気象台の10分値の気圧は徐々に増加していく傾向しか見られないが、POTEKAの1分値では、1~2hPa程度の一時的な上昇がみられた。これはダウンバースト発生時の下降流による一時的な気圧上昇であると示唆される。さらに詳しく見ると、気圧の上昇は2回発生している地点もあり、1回目はガストフロントによるもの、2回目はダウンバーストによる上昇と考えられる(詳細は「地上稠密観測POTEKAによるダウンバーストとガストフロントの識別」を参照のこと)。今回の稠密観測のようなダウンバースト・ガストフロント発生時の地上における気圧変化を、これほど細かい時間的・空間分解能で観測した事例はほとんど見られない。このような稠密観測をすることによって、突風の種類の判別や突風に対する事前の注意喚起が出来る可能性がある。謝辞:本プロジェクト始動にあたり、サンデン(株)殿、(株)セーブオン殿、伊勢崎市教育員会殿にはPOTEKA設置のご協力を頂きました。ここに御礼申し上げます。

著者

古川 竜太 高田 亮 Nasution A. Taufiqurrohman R.

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

巻号頁・発行日

2014-04-07

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リンジャニ火山はインドネシア, ロンボク島北半分に配列する第四紀成層火山体群の中心にあり,山頂西部にある径6x8kmのカルデラは13世紀の破局的噴火で形成された(Nasution et al., 2003; 高田ほか, 2003,Nasution et al., 2010; Lavigne et al.,2013). カルデラ形成に先立って, およそ2万年前から1万年前にかけてリンジャニ火山が標高3726m, 総体積100km3の成層火山体を建設した. およそ5000年前からは爆発的噴火を間欠的に起こし, 13世紀の破局的噴火に至った. カルデラ形成噴火の推移は噴火堆積物から6フェイズに区分できる. 各フェイズ間に顕著な時間間隙を示す証拠は見つかっていない. フェイズ1の小規模な水蒸気噴火のあと,フェイズ2ではプリニー式噴火によって発泡の良い軽石を主体とする降下火砕物を西側の広い範囲に堆積させた. フェイズ2末期では粒径が細かくなり, 異質岩片が増加する. フェイズでは火砕流が発生し, 北麓で層厚10m以上の無層理塊状の軽石流堆積物を分布させた. 南西麓や遠方の地域には成層した火山灰流堆積物が広く分布する. 層厚数cm?50cmまで層厚が変化し, 地形的凹地では厚く堆積し, 下位の降下軽石層を削り込むことがある. 推定噴出源から50km近く離れた南西地域や, 海を隔てたギリ諸島にも堆積していることは, 高い噴煙柱から崩壊した希薄な火砕流堆積物であることを示唆する. フェイズ4はふたたびプリニー式噴火となる.降下軽石堆積物は級化構造の繰り返しと細粒火山灰が挟在することから, フェイズ2に比べてプリニー式噴煙が不安定であったことを示唆する. フェイズ5では, ふたたび火砕流が発生し, 厚い無層理の軽石流堆積物が山麓を30km以上の範囲を覆って海岸線に到達した. 火砕流堆積物には花崗閃緑岩など地表に露出しない岩石が含まれる.フェイズ6ではプリニー式噴火が発生したが, フェイズ2と4に比べると規模は小さい. 噴火に関与したマグマはSiO2=62.5-66wt.%, Na2O+K2O=7.5-8.7wt.%の粗面安山岩から粗面岩質である.フェイズ3から4にかけてより珪長質な軽石が増加する.フェイズ4のプリニー式噴煙が不安定で, フェイズ5で大規模な火道の浸食が起こったことを考慮すると, フェイズ4から大幅な火道の拡大あるいは新たな火道形成によって, それまで噴出していなかったマグマが吸い出された可能性がある. フェイズ6のプリニー式噴火は崩壊したカルデラ床によって閉塞された細い火道から起こったと考えると説明可能である. 南極およびグリーンランドの氷床試料では西暦1258?1259年相当の層準に硫酸酸性の強いスパイクがあることが以前から指摘されていた(Palais et al., 1992など).氷床試料から抽出した火山ガラス片の主成分化学組成はこれまでメキシコのエルチチョン火山に対比されていたが,リンジャニカルデラ形成噴火の火山ガラス組成は,両極地方の火山ガラス組成により近い.よってリンジャニカルデラの形成は1258?1259年頃である可能性がある.Lavigne et al., (2013) は同様の手法で噴火を対比して,噴火時期は古文書から1257年とした.両極地方の硫酸堆積量から計算されたSO2放出量は200メガトンであり(Langway et al., 1988),最近千年間で最大である.リンジャニカルデラ形成噴火が地球規模の気候変化に影響を与えた可能性が大きい.

著者

二村 徳宏 戎崎 俊一 丸山 茂徳

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

巻号頁・発行日

2014-04-07

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We found that a significant positive broad component of iridium in a pelagic deep sea sediment core (886C) around an iridium peak by asteroid impact corresponds at the K-Pg boundary. The 886C is core sample was taken by the Ocean Drilling Program (ODP) in the central portion of the North Pacific. This site has been in Pelagic from the End-Cretaceous periods. The accumulation rate is 0.5 m Myr-1. Kyte et al., (1995) measured iridium density in the 886C core of 0.75-72.2 m which corresponds of 〜80 Ma from the present. In this data, there is one sharp peak around 65.5 m correspond at K-Pg boundary. In addition, we found that there are broad components across 〜20 m above the back ground which have some sharp peak component. The Ir value of the broad component which is about dozen times of back ground. This broad component is difficult to be explained by the materials on the surface of the Earth, and requires the contribution from the iridium-rich extraterrestrial materials, such as CI chondrite. And it is difficult to explain the broad component by diffusion and bioturbation of an iridium peak by asteroid impact. Platinum-group-element such as Pt, Re and Ir are redistributed by changes in sedimentary redox condition. However such change can probably account for many of small -2. The climate cooling in the End-Cretaceous period is also suggested by the variations of stable isotope rations in oxygen and strontium (Brian and Huber, 1990; Barrera and Savin, 1999; Li and Keller, 1998). Any photosynthetic plants had heavy damaged, and loss of biodiversity began to the top of food chain.The mass extinction at K-Pg boundary, which is widely thought to be caused by an impact of an asteroid (e. g., Schulte et al., 2010). However, a complete extinction of level of family by asteroid impact seems rather difficult. First, a severe environment turn-over would finish few years after impact, the solid particles and sulphate launched by the asteroid impact was settled down for only few month (troposphere) to few years (stratosphere) and negative radiative forcing became negligible after a few years from the impact (Pierazzo, 2001).The number of individuals would recover completely after the environmental catastrophe was over, if a few percent of individuals of one species survived.Second, in spite of there were similar impacts without catastrophic on the Earth, for example, Alamo, Woodleigh, and Popigai crater, there are no evidences of association for extinction. However, because the encounter with the dark cloud perturbs the orbit of asteroid or comet by its gravitational potential and may lead an asteroid or comet shower, the asteroid impact at K-Pg may be one of the consequences of the dark cloud. For a certainly, only an asteroid impact cannot involve mass extinction, however may be role cruncher. The multiple impact and volcanism in a short period of time (Keller, 2005) may have been caused by encounter the dark nebula and atte

著者

青山 千春

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2014年大会

巻号頁・発行日

2014-04-07

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日本海側の自治体1府9県は、「海洋エネルギー資源開発促進日本海連合(以下、日本海連合)」を2012年9月に設立し、政府のメタンハイドレート資源開発を後押しする事で、地域の活性化と雇用創出をめざしている。日本海連合の中の新潟県と兵庫県は県独自のメタンハイドレート調査を実施し、政府へその成果を示すことで、政府の開発促進をアピールしている。一方で太平洋側の和歌山県は、政府が開発している海域より、陸側に近い海域に表層型メタンハイドレートが存在する事を示すことにより、開発海域の再検討を政府へアピールしたい考えである。独立総合研究所は、2013年度に新潟県、兵庫県と和歌山県とそれぞれ共同研究を実施したので、その報告を行う。新潟県との共同調査は、2013年6月に、メタンプルームの観測を実施した。新潟県が保有する「越路丸」(187トン)で、佐渡東方の最上舟状海盆東斜面(水深200mから600m)において、カラー魚群探知機(FURUNO FCV-10)を利用して実施した。その結果、複数のプルームが観測された。兵庫県との共同調査は、2013年9月に、計量魚群探知機によるメタンプルームの観測、サブボトムプロファイラーによる海底下の観測、マルチビームによる海底地形の観測を実施した。「第七開洋丸」(499トン)で、隠岐堆東方海域で実施した。さらにピストンコアリングを行い、5本のサンプルを採取し、メタンハイドレートの痕跡を複数確認した。和歌山県との共同調査は、2013年11月と2014年1月に観測を実施した。和歌山県が保有する漁業調査船「きのくに」(99トン)で、潮岬南方12海里の潮岬海底谷(水深1,700mから2,200m)において、計量魚群探知機(SIMRAD ES60)を利用して実施した。その結果、複数のプルームが観測された。太平洋側でのプルームの報告は、いままでほとんど無いので、今後も観測を続けたい。