著者

三浦 輝 栗原 雄一 山本 政義 山口 紀子 坂口 綾 桧垣 正吾 高橋 嘉夫

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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Introduction: A large amount of radiocesium was emitted into environment by the Fukushima Nuclear Power Plant (FDNPP) accident in March, 2011. Adachi et al. (2013) reported glassy water-insoluble microparticles including radiocesium, called as radiocesium-bearing microparticles (CsMPs). The CsMP is spherical with 1-3 μm in diameter and the radioactivity ranges from 0.5 to 4 Bq. It has been suggested that the CsMP was mainly emitted from Unit 2 or Unit 3 of FDNPP based on the 134Cs/137Cs activity ratio in the samples. In contrast, Ono et al. (2017) reported new particles called as Type B particles emitted from Unit 1. Type B particles are in various shapes and the size is 50-300 μm with radioactivity ranging from 30 to 100 Bq. These differences may represent the difference of generating process or condition of each unit in the plant. Previous studies have reported chemical properties of radioactive particles in detail but the number of particles reported is small. In this study, we tried to understand radioactive particles systematically by analyzing a lot of particles separated using wet separation method. Method: In this study, we collected 53 Type B particles and 13 CsMPs from road dusts, non-woven fabric cloths from Fukushima, and aerosol filters from Kanagawa Prefecture by a wet separation method. After measurement of radioactivity with a high-purity germanium semiconductor detector, scanning electron microscope and energy dispersive X-ray spectroscopy analyses were performed to confirm that separated particles were CsMPs or Type B particles. We investigated inner structure and calculated the volume and porosity of Type B particles by X-ray μ-computed tomography (CT). We determined Rb/Sr ratio by X-ray fluorescence (XRF) analysis. Redox condition of each unit was investigated by X-ray adsorption near edge structure (XANES) analysis for Uranium in particles. Result: CT combined with XRF analysis showed the presence of many voids and iron particles in Type B particles. In addition, 137Cs concentration of CsMPs were ~10000 times higher than that of Type B particles, which suggests that Type B particles were formed by fuel melt. In contrast, CsMPs were formed by gas. Among Type B particles, spherical particles had higher 137Cs concentration than non-spherical particles. Type B particles with larger porosity had higher 137Cs radioactivity because of capturing a lot of volatile elements such as Cs and Rb within the particles. Moreover, four spherical particles had inclusions in their voids which are considered to be formed by rapid cooling of gaseous materials. XANES analysis showed the presence of U(IV) in a Type B particle, whereas U(VI) in other Type B particles and a CsMP. These results suggest that Type B particles and CsMPs are totally different in forming process and they have information of condition in Units.

著者

青山 道夫

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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Radiocaesium (134 Cs and 137 Cs) released by the TEPCO Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant (FNPP 1) accident that occurred in March 2011 was injected directly into the North Pacific Ocean via the atmosphere or directly discharged as contaminated water. It is considered that tritium (3H) is also released into the atmosphere as water, then enters the ocean through precipitation or river water and enters the water circulation by evaporation from the surface of the ocean. In addition, 3H is directly injected into the ocean as contaminated water, it is considered that it also enters the water circulation like 3H that entered the ocean via the atmosphere. There is well known tritium source other than FNPP1 accident derived tritium in our environment. Cosmogenic tritium is big source term, too. In this presentation, radiocaesium and 3H activity concentrations on the coast of Fukushima obtained in 2014, 3H/137Cs activity ratio and 134Cs/137Cs activity ratio were examined and discuss about behavior of radiocaesium and tritium.At Tomioka, 134Cs/137Cs activity ratios ranged from 0.31+- 0.03 to 0.35+-0.03 and were similar with 134Cs/137Cs activity ratios observed at the station FNPP1-T-1 where those ranged from 0.29 to 0.40. 134Cs/137Cs activity ratio off Fukushima stations ranged from 0.24+-0.03 to 0.37+-0.03. The consistency of 134Cs/137Cs activity ratio in these regions are clearly shown. An activity ratio of 0.355 for 134Cs/137Cs activity ratio means that 134Cs/137Cs activity ratio at the time of accident, 11 March 2011, was 1.0 whcih is similar with 134Cs/137Cs activity ratio in the core inventory at FNPP1 at the time of the accident [19,20]. This indicates that major source of radiocaesium observed at Tomioka, off Fukushima stations and the station FNPP1-T-1 should be FNPP1 accident derived radiocaesium and originated from the same source.3H activity concentrations at Tomioka and Hasaki were 175 ±14 Bq m-3 in June 2014 and 57±12 Bq m-3 in August 2014, respectively. In contrast with strong gradient of 137Cs activity concentrations in surface water between FNPP1-T-1 and off Fukushimastations as stated previosuly, 3H activity concentrations among the off Fukushima stations including Tomioka and Hasaki which located north and south of FNPP1 showed relatively homogenius as around 60 Bq m-3 to 200 Bq m-3 during the period from May 2014 to September 2014. Only exception was obserevd at FNPP1-T-1 station and 3H activity concentrations exceed 1000 Bq m-3. It is also known that 3H activity concentration in precipitation is relatively 3H rich rather than 3H activity concentrations in seawater due to cosmogenic 3H of which activity concentration ranged 180 - 1000 Bq m-3 in precipitation globally and observed 3H activity concentrations in Tomioka river were 590-700 Bq m-3 during the period from Dec. 2013 to Dec. 2015 and 3H activity concentrations in several rivers at Fukushima region also showed similar level around several 100 Bq m-3 by monitoring of Fukushima Prefecture, and 690 +- 20 Bq m-3 on 19 January 2015 (Aoyama unpublished data). This homogenous distribution of 3H activity concentrations in this interestd region might indicate that contribution from 3H rich water from sorrounding rivers located north and south of FNPP1 site was larger rather than flux of 3H from FNPP1 site.On the other hand 3H/137Cs activity ratio at Tomioka was 2.0 +- 0.2 in June 2014, however 3H/137Cs activity ratio at station FNPP1-T-1 ranged from 2.2 to 15.3. 3H/137Cs activity ratio at off Fukushima stations ranged from 1.1 +- 0.1 to 17.1 +- 2.1. The 3H/137Cs activity ratio at Tomioka is close to lower side of 3H/137Cs activity ratio at station FNPP1-T-1. The physical and chemical characteristics of 3H are quite different from those of caesium of which form in seawater is dissolved but cannot evaporate from surface of seawater. 3H might exist as HTO and HTO can move by evaporation and precipitation through seawater surface. During the transportation processes in the ocean and also possible different source of highly contaminated water from FNPP1 site, reasons of the observed variability of 3H/137Cs activity ratio in this region might be complex. One possibility of this variability after released from FNPP1 site may be evaporation.

著者

Tsubono Takaki Kazuhiro Misumi Daisuke Tsumune Michio Aoyama Katsumi Hirose

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2018年大会

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2018-03-14

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We conducted the five ensemble simulation of 137Cs activity in the North Pacific Ocean (NPO) water from 1945 to 2020, before and after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant (1F NPP) accident. We applied the Regional Ocean Model System (ROMS) with variable mesh of 1/12º-1/4º in horizontal, 45 levels in vertical), of which domain was the NPO, to the activity in NPO by using the estimations of 137Cs activity flux such as the atmospheric deposition due to the atmospheric nuclear weapon test from 1945 to 2020 and the atmospheric deposition and the direct release due to 1F NPP accident from 2011 to 2020, but climatology as physical forcing in the whole time. The calculations show almost comparable to the 137Cs activities from 2011 to 2014 in the area that was increased or not increased by the impact of the accident. That suggested that this model reproduced the observed 137Cs activities reasonably from 1945 to 2014.The model showed the largest inventory (290 PBq) of the 137Cs activity in the NPO recorded in 1966, because the largest fallout occurred around 1963 due to the atmospheric nuclear weapon test. The inventory has gradually decreased to about 60PBq by January 2011 because of the half-life and the outflow through the boundaries of the NPO, while hardly showing impact of the Chernobyl accident. The Inventory rapidly increased to 76PBq of which 34PBq existed in surface layer (0 - 200m depth) and 31PBq in central layer (200m - 600m depth) after the accident in April 2011 and then decreased to 56PBq of which 19PBq in the surface layer and 27PBq in the central layer in 2020. The actual half-life, including the radioactive half-life, the transport between the layers and the outflow from the domain, of the inventory was calculated before and after the accident. While the inventory showed same the actual half-life of about 20 years before and after the accident, the half-life of the total amount in the surface decreased from 14 years before the accident to 12 years after the accident and that in the central layer increased from 19 years to 33years. This result showed that the decrease in the total amount in surface is mainly because of the transport from the surface to the central layer after the accident.

著者

溝口 勝

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2018年大会

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2018-03-14

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2011年3月に福島第一原子力発電所から放出された放射性セシウムは表層に5cm以内の水田に集積していた。この放射性セシウムを除去するために、国は一斉に表層土を剥ぎ取る除染工事を実施した。そのため、福島県飯舘村の水田には汚染土が詰め込まれた黒いレコンバックが山積みになっている。一方、国の方法とは別に、私は放射性セシウムが粘土粒子に固定される性質に着目し、農家自身が手軽にできる農地除染法をNPOや農家と協力して開発してきた。2012年12月、福島県飯舘村の佐須地区の水田で汚染土壌の現場埋設実験を行った。我々は水田の汚染された表土(10m×30m)5cmを剥ぎ取り、水田の中心にトレンチ(幅2m、長さ30m、深さ1m)を掘って、深さ50~80cmに汚染土を入れ、厚さ50cmの非汚染土を被せた。この水田で、2013年から毎年米を育て、この除染法で安全な米を生産できることを確認した。さらにこの水田から放射性セシウムが漏出しないことを証明するために、2014年5月に水田に底付のPVCパイプ(内径10cm、長さ200cm)の井戸を設置し、2015年3月から半年間ごとに土壌放射線量を測定している。その結果、土壌放射線量は深さ70cm辺りでピークを持つガウス分布となることが観測されている。そのピークを持つ深さはこの3年間ほとんど変化していない。この結果は、田面水が地中に浸透していても放射性セシウムが移動しないことを示している。

著者

中村 有吾 高橋 唯 仙頭 杏美 和田 庫治

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2018年大会

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2018-03-14

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室戸ジオパークは、2008年に日本ジオパークに認定されてから、今年で満10年となる。2018年には、今後10年間の活動計画(マスタープラン)を策定し、今後のジオパーク活動を推進する上で主要な活動場所となるサイトおよび拠点施設を見直し、新たに指定することになる。その際、2015年のGGN再審査による指摘事項(Recommendation)に対応するため、次の条件を満たすサイトを設定する:内陸のサイトを増やす、地質サイトとそれ以外(生態・文化)をわける、自然の家展望台などツーリストの関心を引く施設も活用する、構造地質学的要素(断層など)をとりいれる、施設や道を「サイト」としてはいけない。ただし、大前提として、室戸ジオパークのテーマ(「海と陸が出会い 新しい大地が誕生する最前線」)およびそこから派生するジオストーリーに沿った地点を、サイトとして設定する。新たなサイト設定には、従来「ジオサイト」として活用してきた地点を再定義するとともに、市民から要望のあったサイトでテーマとの関連するものを新たにサイトとして定義した。そのほか、専門員による野外調査・文献調査に基づいて、室戸ジオパークに分布する主要な地層(Formationレベル。場合によってはMemberレベル)や地形(海成段丘や海食地形など)は代表的な地点をサイトとして認定する。その際なるべく、室戸半島の東海岸・西海岸でそれぞれ認定する。その結果、51のジオサイト、10のエコサイト、17のカルチュラルサイトを「サイト」として、また、展示施設や展望台などの10施設を「拠点施設」として、設定した。

著者

平松 良浩 松原 誠 中川 和之

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2018年大会

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2018-03-14

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はじめに 日本各地のジオパーク活動の支援ならびに地震学の知識の普及、学術研究の促進を目的として発足した日本地震学会ジオパーク支援委員会では、ジオパーク専門員に対する勉強会として、地震学習会「ジオパーク活動で使える地震学1」を昨年度に実施した。さらに参加者に対してアンケートを実施し、地震学習会に対する評価や今後のテーマについて調査を行なった。本講演ではそれらについて紹介する。 地震学習会「ジオパーク活動で使える地震学1」 日本地球惑星科学連合2017年大会期間中の5月22日に地震学習会を実施した。 (1) 「ジオパーク活動で使える地震学 −地震観測データの活用方法−」(防災科研:松原 誠)および (2) 「日本周辺の沈み込み帯における海底地形」(海上保安庁:西澤あずさ)と題した講演が行われ、地震観測網、地震データや震源分布図に関する解説、地震データの展示例、各ジオパーク内の地震観測点の分布や、日本周辺の3D海底地形図に見られる海底地形と地震の関係や海上保安庁の各管区の海の相談室の利用やwebで公開されている海洋台帳に関して解説された。地震学習会には、事前申込のあった10ジオパークの他に、飛び込みで8ジオパークおよびJGN事務局から計32名の参加者があり、紹介されたデータの具体的な利用法など活発な質問がなされた。 参加者アンケートによる地震学習会の評価と要望 講演内容の理解度や今回紹介されたデータの活用事例の有無、開催時期や時間の長さ、今後のテーマへの要望に関して、参加者に対してアンケート調査を実施した。講演内容及び各ジオパークにおける地震観測点や海上保安庁が所有するデータの利用方法については、概ね理解でき、今回紹介されたデータについても活用したいという意見が多かった。開催時期については、日本地球惑星科学連合大会開催期間中を望む声が多かった。時間の長さについては、ちょうど良いとの意見と短いとの意見に分かれ、参加者の予備知識が反映された結果と推測される。今後のテーマについては、地震防災、地震教育、地震活動や日本列島の地震学的構造など多様な意見があり、地震学習会を継続的に実施する必要性があると考えられる。 謝辞:地震学習会の実施にあたり、日本ジオパークネットワーク事務局に多大なるご協力をいただきました。記して感謝します。

著者

高木 秀雄 新井 宏嘉

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2018年大会

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2018-03-14

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ジオパークのストーリーとしてジオガイドが説明する時,複雑で難しいものの一つが地質構造発達史であろう.今回は下仁田ジオパークの構造発達史について,跡倉層に関する新しい情報も踏まえつつレビューし,ナップの移動を可能にした圧縮場をもたらしたテクトニックイベントにも触れたい.二重ナップの構成要素跡倉ナップ:御荷鉾緑色岩を基盤とする跡倉ナップを構成する地質体は跡倉層が大部分を占め,その他四ツ又山などに白亜紀前期花崗岩類・変成岩類が存在する.跡倉層の時代は以前より不明確で,アンモナイト等によりサントニアン階:Matsukawa and Obata, 2012)という報告がなされているが,近年ジオパークの化石発掘体験で得られたアンモナイトから,下部白亜系バレミアン階下部の可能性が指摘された(生野ほか,2016).また跡倉層を貫くとされている花崗岩類の角閃石K−Ar年代は112+/-3Ma(竹内・牧本,2003)という報告もある.一方,下仁田や寄居地域の跡倉層中の砕屑性ジルコンの最も若い年代は119+/-11Ma(中畑ほか, 2015)であるが,誤差を考慮するとその年代がバレミアン(129−125 Ma)であることを否定するものでもない.逆に,それより若い砕屑性ジルコンの年代が全く確認されていない.金勝山ナップ:跡倉ナップの上構造的上位に存在するナップで,ペルム紀の石英閃緑岩とホルンフェルスから構成され,下仁田では川井山,ふじ山に分布する.寄居地域や皆野町金沢地域にも同じ岩体があり,それらは御荷鉾緑色岩の上に直接乗る場合と,跡倉ナップを挟んでその上に乗る場合がある.関東山地におけるこのナップ境界露頭は,下仁田の大北野川でのみ認められる.対比と復元モデル ペルム紀の岩体は南部北上−黒瀬川帯に存在する花崗岩礫に,白亜紀前期の岩体は,阿武隈帯や肥後帯にそれぞれ対比されている(高木・柴田,2000).つまり,ナップの起源はである東北日本の要素が,御荷鉾緑色岩とナップ構造を北縁で切断している中央構造線(MTL)と御荷鉾緑色岩との間にかつて広く分布していた.それらの南への押し被せ(新井・高木,1998;Arai et al., 2008) が,最も重要なナップのイベントである.その断層活動に先立ち大規模な横臥褶曲が発生し,例えば四ツ又山以北の2 km四方もの跡倉層の大部分の地層の逆転をもたらしたと考えられる(新井・高木,1998).その後もナップ境界は上盤西の走向移動や最終時期には上盤北の正断層的な運動を重複した(Kobayashi, 1996).ナップの移動距離も中央構造線(MTL)以南での移動のみを考慮すると,数km程度のオーダーであったと推定される.南北圧縮をもたらしたテクトニックイベント 大規模な南への押し被せが発生した時期については,下盤の御荷鉾帯の変成年代である後期白亜紀以降,北側の下仁田層(約20Ma)を切断しているMTLによってナップ境界断層が切断されていることから,そのMTLの最終活動時期よりは前となる.日本海拡大に伴う西南日本の時計回りの回転を元へ戻した時のMTLの走向(西南日本の帯状構造の方向)をN30°Eとした時に,ナップ構造をもたらした圧縮テクトニクスの背景を考察すると,一つの可能性として太平洋プレートの移動方向がWNWのハワイ諸島の方向へと転換したイベントである50 Ma前後 (O’Connor, et al., 2013) が考えられる.この南への押し被せの時期については,解明すべき重要な課題として残されている.文献 新井宏嘉・高木秀雄,1998,地質雑,104,861-876.Arai, H., Kobayashi, K. and Takagi, H., 2008, Gondwana Res., 13, 319-330.生野賢司ほか,2016,日本古生物学会第165回例会講演要旨P.29.Kobayashi, K., 1996, Jour. Struct. Geol., 18, 563-571.Matsukawa, M. and Obata, I., 2012, Bull. Tokyo Gakugei Univ., Natr. Sci., 64, 143-152.Miyashita, A. and Itaya, T., Gondwana Res., 5, 837-848.中畑浩基ほか,2015,地学雑, 124, 633−656.O'Connor, J. M. et al., 2013, Geochem. Geophys. Geosyst., 14, 4564-4584.高木秀雄・柴田 賢,2000,地質学論集,no. 56, 1-12.竹内圭史・牧本 博,2003, 日本地質学会第110年学術大会講演要旨,69.

著者

尾方 隆幸

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2018年大会

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2018-03-14

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Geoparks require effective outreach and education based on academic terminology. Science Council of Japan (SCJ) reported terminological variation on all geoscience textbooks used in senior high schools. Such a situation also leads to terminological confusion in lifelong education and geoscience outreach. Geoscientific terms are likely to vary among many geoparks in Japan. Geoparks should consider terminological problems, and use academically appropriate terms for geoscientific education and geotourism.

著者

山本 政一郎

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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中央教育審議会(2014)によって、「高等学校教育、大学教育、大学入学者選抜の一体的改革」が推進されるなかで、学力の3要素の一つである「思考力・判断力・表現力」を育成する必要性が高まっている。高等学校の地理は多くの写真や図表資料を用いて思考・判断・表現を行う機会に恵まれており、それら能力の育成に適している。しかしその一方で、論理的思考力を適切に評価できていない事例も散見される。例えば、平成30年度センター入試の「地理B」の、「ムーミン問題」では,思考力等を問うはずが,適切な類推をするには十分な情報が与えられていない問題である。そのような状況のなかで、写真や図表資料を用いて適切な思考力・判断力・表現力を育成するためには何が必要であるかを議論したい。

著者

春山 成子

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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アジア太平洋地域での災害は地震・津波、洪水、地すべり、旱魃など多様であり、災害発生時において自らが考え行動できることが望まれている。このため地理・地学教育の双方から学びあいが求められる。地球を学び、地球に生きることを視野に入れ社会科と理科が合同で教育することが防災・減災に向けた情報強化につながる。さらに自然観察の技術を磨くため、現地見学会を含めた地学・地理合同の教育、地域の将来を見据え社会イノベーションを考えるためのジオパーク活用と地域活性化とを同時に考えるために地域性を加味した具体的な環境教育の拡充を実現することで、空洞化していく地域社会の抱える問題の解決策に糸口を見出すことができるような教育体系を考えることが求められている。

著者

鈴木 健太 山本 正伸1 2 Rosenheim Brad 大森 貴之 Polyak Leonid 南 承一

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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The Arctic Ocean underwent dramatic climate changes in the past. Changes in sea-ice extent and ocean currents in the Arctic Ocean cause changes in surface albedo and deep water formation, which drove global climatic changes. However, Arctic paleoceanographic studies have been limited compared to the other oceans due to chronostratigraphic difficulties. One of the reasons for this is absence of material suitable for 14C dating in the Arctic Ocean sediments deposited since the last glacial maximum. To enable improved age constraints for sediments impoverished in datable material, we apply ramped pyrolysis 14C method (Rosenheim et al., 2008) to sedimentary records from the Chukchi-Alaska margin recovering Holocene to late-glacial deposits. Samples were divided into five fraction products by gradual heating sedimentary organic carbon from ambient room temperature to 900°C. The thermographs show a trimodal pattern of organic matter decomposition over temperature, and we consider that CO2 generated at the lowest temperature range was derived from autochthonous organic carbon contemporaneous with sediment deposition, similar to studies in the Antarctic margin and elsewhere. For verification of results, some of the samples treated for ramped pyrolysis 14C were taken from intervals dated earlier by AMS 14C using bivalve shells. The ages of lowest temperature split showed older ages than the radiocarbon ages derived from bivalve shells indicating that those splits were still mixtures and not pure autochthonous organic matter. The relationship between radiocarbon ages of generated gas and pyrolysis temperature is linear. We used this empirical relationship to determine the optimal temperature yielding pure marine organic carbon and estimated age of horizons by sampling at those temperatures. We compare these ages to mixing model ages decoupling the simpler mixtures represented by our original low-temperature splits, which were consistent with the bivalve ages.

著者

櫻井 弘道 山本 正伸 関 宰 大森 貴之 佐藤 友徳

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2018年大会

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2018-03-14

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北海道は、東アジアモンスーン影響下の北端に位置しており、夏季モンスーンが強く吹くと、北海道に太平洋からの湿った空気が運ばれる。本研究では、別寒辺牛高層湿原から採取した 約 4mの泥炭コアに含まれるミズゴケなどの植物のセルロースの酸素同位体比を分析し、夏季東アジアモンスーンの古気候復元を試みた。ミズゴケの酸素同位体比は、ツルコケモモやチシマノガリヤスといった高等植物の酸素同位体比よりも、常に低かった。ミズゴケの酸素同位体比は降水の酸素同位体比を直接的に反映しているが、高等植物の酸素同位体比は蒸散によって高くなっているのである。よって、このミズゴケと高等植物の酸素同位体比の差は、相対湿度のプロキシとなる可能性がある。ミズゴケの酸素同位体比の変動は、約1500年前に低下し、約1100年前に上昇しており、これは暗黒寒冷期と中世温暖期に該当すると考えられる。これは、夏季モンスーンによる降水量が約1500年前に少なく、約1100年前に多いということを示唆する。また、高等植物とミズゴケの酸素同位体比の差は、ミズゴケの酸素同位体比と負の相関を持つ。これは、夏の降水量が多いときに相対湿度が高くなっていたことを示唆しており、梅雨前線の活動によって夏の北海道に長雨が降る「蝦夷梅雨」という現象に似ている。蝦夷梅雨は、夏季東アジアモンスーンが強い時に起きる典型的な現象である。したがって、約1100年前の暖かく湿った気候は、夏季東アジアモンスーンの活動が強くなったことによって、夏に頻繁に蝦夷梅雨が起きていたことを反映していると考えられる。

著者

覚張 隆史 米田 穣

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2018年大会

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2018-03-14

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遺跡出土遺存体の動物考古学的・植物考古学的研究に基づくと、農耕牧畜以前のヒトはhunter-gathererの生業形態であったと考えられており、後期更新世末までのイヌは狩猟と採集の生業形態に深く関わる形でヒトのニッチェに近づいたと考えられる。特に、狩猟に有利な機能形態をもつ石器群の出土例の増加とともに、遺跡からイヌの出土例も増加する。西アジアのナトゥーフ文化期のAin Mallaha遺跡およびドイツの中石器時代のOberkassel遺跡から約1万4千年前~1万2千年前と比定された最古のイヌが出土しており、遊動性から半定住性社会の移行期において、イヌがヒトと移動を共にした可能性が指摘されている。一方、東アジアの後期更新世末において、遊動性から半定住性社会に移行する時期は、土器が出現し始める土器新石器時代に相当する。東アジアにおける土器新石器時代の遺跡からイヌが出土した最古の例は、日本列島の関東の夏島貝塚(神奈川県)から出土した犬骨破片である。夏島貝塚から出土した犬骨は、同遺跡から採取された貝および炭化物の放射性炭素年代測定に基づいて、12,117–9,281 BPと報告されている。また、中国のJiahu遺跡(9000 -7800 calBP)やDadiwan遺跡(7560-7160calBP)日本の上黒岩岩陰遺跡(7420–7266 calBP)が報告されており、少なくとも東アジアにおいてはこれらの時期以前からイヌが存在していた可能性が考えられる。特に、日本列島においてこれらの遺跡出土犬がヒトとどのような関係であったかを示した研究例はまだ少ないのが現状である。 そこで本研究では日本列島の遺跡出土犬の骨コラーゲンの炭素・窒素同位体比に基づいて、各時代の犬の食性の変遷を評価することを試みた。また、比較試料としてニホンオオカミと古人骨を分析し、ヒトと犬の関係について考察を試みた。 その結果、縄文犬は多量の海生魚類・貝類・海獣類も存在していたことがわかり、弥生時代以降に陸生食物資源に依存するという変化が明確に検出された。これは、縄文時代から弥生時代にかけてのヒトの生業活動の変化が、犬にも反映している可能性を示唆している。

著者

武村 俊介 松澤 孝紀 木村 武志 利根川 貴志 汐見 勝彦

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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本研究では,紀伊半島沖で発生する浅部超低周波地震のモーメントテンソルインバージョンを行った.南海トラフで発生する浅発地震では,厚く堆積した海洋堆積物(以下,付加体)が表面波の励起および伝播に大きな影響を与える(例えば,Furumura et al., 2008; Nakamura et al., 2015; Guo et al., 2016).そこで,付加体内の地震波速度構造モデルはTonegawa et al. (2017)による推定結果により構築し,付加体下の構造は全国1次地下構造モデル(Koketsu et al., 2012)としたTakemura et al. (2018)の3次元不均質構造モデルを採用し,差分法による地震動シミュレーション(Furumura and Chen, 2004; Takemura et al., 2015)によりGreen関数を評価した.Green関数計算のための震源をフィリピン海プレート上面に0.1°毎に設定し,震源時間関数は継続時間t秒のcosine関数を仮定した.陸域に敷設されたF-netの速度波形に周期20-50秒のバンドパスフィルターをかけ,モーメントテンソルインバージョンを行った.観測波形の再現性をVariance Reductionで評価し,Variance Reductionが最大となる解を探索し,浅部超低周波地震のモーメントテンソル,継続時間,セントロイド位置および時刻を推定した.手法の妥当性を検討するため,海底地震計記録を用いて推定されたSugioka et al (2012)の浅部超低周波地震に対し,本手法を適応した.本研究のモーメントテンソルインバージョンは,使用した帯域や手法の違いにより継続時間やセントロイド時刻に違いがあるが,Sugioka et al. (2012)と同様のセントロイド位置に同様な低角逆断層が最適解として得られた.一方で,全国1次地下構造モデルを仮定してモーメントテンソルインバージョンを行ったところ,異なる位置に高角逆断層が最適解として得られた.以上のことから,海底地震計の記録がない場合でも,適切な3次元不均質構造を仮定することで正確なモーメントテンソル解が得られることがわかり,DONETなどの海底地震計敷設以前の浅部超低周波地震の活動評価の高度化に資すること可能であると考えられる.謝辞F-netの広帯域速度波形記録を使用しました.スロー地震学のスロー地震データベースよりSugioka et al. (2012)のカタログをダウンロードしました.地震動計算には地球シミュレータを利用しました.

著者

武村 俊介 汐見 勝彦

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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近年、GMS(Aoi and Fujiwara, 1999)やOpenSWPC(Maeda et al. 2017)などの地震動シミュレーションコードの発展が目覚ましい。それに加え、全国1次地下構造モデル(Koketsu et al. 2012)やMatsubara et al. (2008)など、日本列島の3次元地下不均質構造についても多くのモデルが提案されており、現実的な地下構造を用いた地震動伝播シミュレーションは身近なものとなった。しかし、3次元地下不均質構造の地震波動場への影響は未知な点が多く、特に沈み込む海洋プレート周辺の地震の地震波伝播を考える上ではその影響を把握することが喫緊の課題となる。そこで、本研究では南海トラフとその周辺で発生する地震の地震動伝播シミュレーションから、観測地震波動場に見られる3次元地下不均質構造の影響について紹介する。地震動シミュレーションは並列差分法(Furumura and Chen, 2004; Takemura et al., 2015)により実行し、3次元地下構造モデルは全国1次地下構造モデルを利用した。512×640×153.6 km3の計算領域を水平方向0.125 km、鉛直方向0.1 kmで離散化し、周期の3秒以上の地震動について、地球シミュレータ1024ノードを用いて計算を行った。シミュレーションの対象とした地震は、2016年4月1日の三重県南東沖の地震(Event A)、2016年10月21日の鳥取県中部の地震(Event B)と2016年11月19日の和歌山県南部の地震(Event C)の3つである。それぞれ、プレート境界地震、地殻内地震とスラブ内地震であり、発震機構としてF-netのMT解を用いた。陸域の観測網内で発生した地震(Event BとEvent C)は、観測地震動の再現性が非常に高く、仮定した震源モデルおよび構造モデルが妥当であると考えることができる。一方で、海域で発生したEvent Aは、観測波形の再現性が低い。これは観測網外で発生した地震の震源解の推定精度が低いことと、海域の構造モデルチューニングが未だ不十分であることが原因と考えられる。発表では、観測波形の再現性を詳細に紹介しつつ、広帯域地震波動場再現のためのモデル化手法と課題を議論する。謝辞Hi-net/F-netおよびDONETの速度波形記録を使用しました.地震動計算には地球シミュレータを利用しました.

著者

高場 智博

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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筑紫平野東部に位置する東西約20 kmの耳納山地の北麓には,70の小規模扇状地が分布する。耳納山地を含めた筑紫平野東部における発達史地形学的研究は,北野平野(黒田・黒木,2004)や筑後川扇状地(財津,1987)で若干の調査報告がおこなわれているにすぎない。そのため耳納山地北麓に分布するそれら小規模扇状地群の地形発達の解明は,筑紫平野の地形形成を理解する上でも重要である。また,研究例に乏しい西南日本における扇状地研究の進展という点でも有意義である。 はじめに,航空写真判読によって地形分類図を作成した。次いで,露頭調査をおこなった。その際,年代試料となるロームや腐植質堆積物を採取し,後者については5試料を14C年代測定に供した(分析は株式会社加速器分析研究所に依頼)。 航空写真判読の結果,本地域の小規模扇状地は複数の段丘面からなることが明らかとなった。段丘面は分布高度などを基準に1~5面の5つに大別された。最高位である1面の露頭では,段丘構成層直上にBW型ガラスが多数含まれるローム層(厚さ40 cm)が認められ,その上位に堆積する腐植質砂層(厚さ20 cm)の下端10 cm部分の14C年代値が1,181–1,056 cal BPであった。BW型火山ガラスは,テフラ降下範囲よりK–Ah(7.3 ka;町田・新井,2003)またはAT(26–29 ka;町田・新井,2003)に由来すると考えられる。3面の露頭では,段丘構成層直上に腐植質砂層(厚さ10 cm)が観察され,その14C年代値が下端5 cmの部分で7,127–7,015 cal BP,上端5 cmの部分で6,182–5,999 cal BPであった。4面の露頭では,段丘構成層を覆う腐植質砂層(厚さ20 cm)がみられ,その下端10 cmの部分に含まれる木炭の14C年代値が1,408–1,320 cal BPであった。別地点(4面)では,段丘構成層上に砂層(マサ土),腐植質砂層(厚さ20 cm)がみられ,後者下端10 cmの部分の14C年代値は1,058–938 cal BPであった。 以上により,1面は本地域にBW型火山ガラスが降下した時期,3面は約7,000年前,4面は1,000–1,400年前ごろに,それぞれ既に段丘化していたと推測される。これらの段丘面形成および段丘化には,グローバルな気候変動,水縄断層の活動(西暦679年の筑紫地震;松村,1990),あるいは人間活動などが関わってきた可能性がある。謝辞 本研究を進めるにあたり明治大学の吉田英嗣准教授には親身になってご指導いただいた。本研究には2017(平成29)年度笹川科学研究助成(29-622)の一部を使用した。参考文献 黒田・黒木(2004)日本地理学会発表要旨集,81,p.85 町田・新井(2003)東京大学出版会,50–51. 松村(1990)九州史学,98,1–23. 財津辰也(1987)大分地理,1,33–42.

著者

中島 涼輔 吉田 茂生

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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We investigated waves in a stably stratified thin layer in a rotating sphere with an imposed magnetic field. This represents the stably stratified outermost Earth's core or the tachocline of the Sun. Recently, many geophysicists focus on the stratification of the outermost outer core evidenced through seismological studies (e.g. Helffrich and Kaneshima, 2010) and an interpretation of the 60-year geomagnetic secular variations with Magnetic-Archimedes-Coriolis (MAC) waves (Buffett, 2014).Márquez-Artavia et al.(2017) studied the effect of a toroidal magnetic field on shallow water waves over a rotating sphere as the model of this stratified layer. On the other hand, MAC waves are strongly affected by a radial field (e.g. Knezek and Buffett, 2018). We added a non-zero radial magnetic perturbation and magnetic diffusion to Márquez-Artavia et al.(2017)'s equations. Unlike their paper's formulation, we applied velocity potential and stream function for both fluid motion and magnetic perturbation, which is similar to the first method of Longuet-Higgins(1968).In the non-diffusive case, the dispersion relation obtained with the azimuthal equatorially symmetric field (Bφ(θ) ∝ sinθ, where θ is colatitude) is almost the same as Márquez-Artavia et al.(2017)'s result, which includes magneto-inertia gravity (MIG) waves, fast magnetic Rossby waves, slow MC Rossby waves and an unexpected instability. In particular, we replicate the transition of the propagation direcition of zonal wavenumber m=1 slow MC Rossby waves from eastward to westward with increasing Lamb parameter (ε=4Ω2a2/gh, where Ω, a, g and h is the rotation rate, the sphere radius, the acceleration of gravity and a equivalent depth, respectively) and Lehnert number (α=vA/2Ωa, where vA is Alfvén wave speed). As a consequence, fast magnetic Rossby waves and slow MC Rossby waves interact, and the non-diffusive instability occur.Next, we are examining the case with an equatorially antisymmetric background field, which is more realistic in the Earth's core. In this case, if the magnetic diffusion is ignored, the continuous spectrums appear owing to Alfvén waves resonance (similar to the continuous spectrums in inviscid shear flow, e.g. Balmforth and Morrison, 1995). To solve this difficulty, our numerical model includes the magnetic diffusion term.

著者

吉田 健太 桑谷 立 安本 篤史 原口 悟 上木 賢太 岩森 光

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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Geochemical data from geological samples show compositional trends that reflect the material differentiation and assimilation occurred during certain geological processes. These trends often comprise groups in a multidimensional compositional space and are distributed in real space as geological units ranging from millimeters to kilometers in scale (e.g., Ueki and Iwamori, 2017). Therefore, spatial contextual information combined with chemical affinities could provide fundamental information about the sources and generation processes associated with the samples.However, conventional clustering algorithms such as k-means and fuzzy c-means (FCM) cluster analysis do not fully utilize the spatial distribution information of geologic samples. In this study, we propose a new clustering method for geochemical datasets with location coordinates. A spatial FCM algorithm originally constructed for image segmentation was modified to deal with a sparse and unequal-spaced dataset. The proposed algorithm evaluates the membership function modified using a weighting function calculated from neighboring samples within a certain radius.We applied new algorithm to a geochemical dataset of granitoids in the Ina-Mikawa district of the Ryoke belt that was compiled by Haraguchi et al. (2017), showing that samples collected from the same geological unit are likely to be classified as the same cluster. Moreover, overlapping geochemical trends are classified consistently with spatial distribution, and the result is robust against noise addition compared with standard FCM analysis.The proposed method can be calculated in the “GEOFCM” Excel® sheet provided as supplementary material and on our website (http://dsap.jamstec.go.jp). Geological datasets with precise location coordinates are becoming increasingly available, and the proposed method can help find overviews of complicated multidimensional data structure.

著者

桑谷 立 岡本 敦 吉田 健太 中村 謙吾 土屋 範芳 駒井 武

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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The high-dimensional and large amounts of data sets in geosciences show very complex behavior and often have large uncertainty. It is important to extract a small number of essential parameters which can explain the phenomenon from high-dimensional data in order to understand the behavior of dynamic solid earth. Under the framework of a big scientific project entitled as “Initiative for high-dimensional data-driven science through deepening sparse modelling” supported by the MEXT in Japan ( http://sparse-modeling.jp/index_e.html ), we try to introduce data-driven approaches into geosciences. In this presentation, we will share some applications in solid-earth science and discuss future prospects.

著者

安本 篤史 平島 崇男 中村 大輔 吉田 健太 桑谷 立

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2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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Eclogite from the Nové Dvory (ND), Czech Republic, in the Gföhl Unit of the Moldanubian Zone of the Bohemian Massif records extreme pressure and temperature conditions (>4GPa, >1000℃; Nakamura et al., 2004). The formation process of the ND eclogite is expected to give insights to understand tectonics of convergence zone at the deep depth. However, origins of the ND eclogite are controversial whether it was high-pressure cumulate (Medaris et al., 1995) or metagabbro (Obata et al., 2006). The controversy is partially due to ambiguous control factors of garnet zoning pattern in low-variant systems like bi-mineralic eclogite. For example, Nakamura et al. (2013) reported diverse zoning patterns of garnet within a thin-section scale of bi-mineralic eclogite. Their sample comprises a layer containing Fe-rich core garnet and another one containing Mg-rich core garnet. These zoned garnet grains show similar rim compositions. Nakamura et al. (2013) suggested that such zoning patterns are not only the result of changes in pressure and temperature conditions, but also in local bulk compositions. Yet, the origin of the mm-scale layering structure remained unclear. This study aims at revealing the formation process of the ND eclogite from the origin of the layering structure.The study samples are bi-mineralic eclogite composed of garnet-rich matrix and pyroxene-rich layer. Within each sample, garnet grains vary core compositions by layers, but show identical rim compositions regardless of their locations. For example, ND0207 contains a 3-mm thick pyroxene-rich layer. In ND0207, garnet grains in the garnet-rich matrix more than 10mm apart from pyroxene-rich layer has Mg-Cr-poor core (Fe:Mg:Ca=35:32:33 and Cr2O3<0.1wt%), those in the garnet-rich matrix near pyroxene-rich layer has Mg-rich Cr-poor core (Fe:Mg:Ca=23:55:22 and Cr2O3<0.1wt%), and those in pyroxene-rich layer has Mg-Cr-rich core (Fe:Mg:Ca=30:49:21, Cr2O3=1wt%). These garnet grains show similar rim compositions (Fe:Mg:Ca ≈ 28:42:30, Cr2O3 < 0.3 wt%), and contain omphacite only in their rim. Compositions of the omphacite inclusions are Na-rich in the garnet-rich matrix (Na2O=4-5wt%, Cr2O3<0.1wt%, XMg=Mg/(Mg+Fe) = 0.83-0.87), and Cr-Mg-rich in pyroxene-rich layer (Na2O=3-4wt%, Cr2O3<0.4wt%, XMg=0.85–0.90).Chemical compositions of the layering structure are determined by a quantitative mapping technique using electron probe micro analyzer (Yasumoto et al., under review). The result revealed that garnet-rich matrix increases Cr2O3 (0.0 to 0.3wt%) and XMg (0.5 to 0.8) from the relatively homogeneous part of the garnet-rich matrix to pyroxene-rich layer. This trend is concordant to the variation of chemical compositions of the minerals.The significant chemical variation of minerals suggests that the ND eclogite or its protolith was not produced only by accumulation. A comparison of (local) bulk compositions reveal that the garnet-rich matrix corresponds to the Gföhl eclogite (Beard et al., 1992; Medaris et al., 1995; Obata et al., 2006) and the gabbroic rocks from South Indian Ridge (Niu et al., 2002), whereas the pyroxene-rich layer corresponds to the Gföhl pyroxenites (Medaris et al., 1995). In addition, prograde relict amphibole is identified in the ND eclogite (Yasumoto et al., 2016), and the ND pyroxenite is considered to be accumulated from melt (Svojtka et al., 2016). These facts suggest that the ND eclogite was metagabbro that was partially infiltrated and metasomatised by pyroxenitic melt under high-pressure conditions. Chemical variation of garnet cores and lack of omphacite in the garnet cores indicate that the layering structure was present before the omphacite growth. In other words, the melt infiltrated before eclogite-facies metamorphism. Driving force of the changes in local bulk compositions can be prograde heating (Nakamura et al., 2013) or dehydration of amphibole during eclogitization.