著者

大河内 博 吉田 昇永 柳谷 奏明 新居田 恭弘 梅澤 直樹 板谷 庸平 緒方 裕子 勝見 尚也 高田 秀重

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JpGU-AGU Joint Meeting 2020

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2020-03-13

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1.はじめにプラスチック生産量は年々増加しており,総生産量は1950年には年間200万トンであったが,2012年には3億トン,2050年には400億トンに達すると推計されている(Zalasiewicz, et al., 2016).その結果,河川を通じて大量の海洋ブラスチックゴミが発生している.ブラスチックゴミのうち,直径5 mm以下のプラスチック片の総称であるマイクロプラスチック(microplastics,; MPs)は,海洋生物が餌と誤認して摂食する物理的障害とともに,プラスチック添加剤や環境中で表面に吸着した有害有機化合物が体内に移行して生体に影響を与えることが懸念されている.2.大気中マイクロプラスチックの現状 最近では河川,水道水,ペットボトル,道路粉塵,室内空気でもMPsが検出されている.米国の推計によると,MPsが体内に取り込まれる経路は食物と呼吸が同程度でそれぞれ年間6万個程度,ペットボトル水から年間9万個を摂取している(Cox et al. , 2019).ただし,大気中マイクロプラスチック(Airborne microplastics; AMPs)の計測例は限られており,その実態はよく分かっていない.AMPsに関する先行研究はフランス・パリ郊外(Dris et al., 2016, 2017)や中国・広東省(Cai et al., 2017)で行われている.ただし,大部分は大気エアロゾルではなく,フォールアウトである.都市部におけるAMPsの形状は繊維状が多く,フィルム状,破片状,発泡体は少ない.同定されている主要材質はポリプロピレン,ポリエチレン,ポリエチレンテレフタレートである(Dris et al., 2016, 2017; Cai et al., 2017, Liu et al., 2019).大気エアロゾル中AMPsの報告例は数例に限られるが,パリ(フランス)では室内空気で1 – 60 本/m3の繊維が存在しており,その66 %がセルロースなどの天然繊維である(Dris et al., 2017).一方,屋外空気では0.3 – 1.5 本/m3(50 – 1650 µm)の繊維が浮遊している.イラン南岸部アサルイエの都市大気でも大部分は繊維であり,空気では0.3 – 1.1 本/m3(2 -–100 µm)であるが,天然繊維か合成繊維(プラスチック)かは不明である(Abbasi et al., 2019).上海(中国)の都市大気では0 – 4.18 個/m3(23 – 9555 µm)であり,67 %が繊維状である(Liu et al., 2019a).また,同地点で0.05 – 0.07 個/m3(12 – 2191 µm)であり,43%が繊維状という報告もあり(Liu et al., 2019b),かなりばらつが大きい.AMPs研究はほとんどが都市大気に関するものであるが,最近になってマイクロプラスチックが大気を通じて輸送され,フランス・ピレネー山脈で365個/m2/日(65 µm以上)の沈着量であることが明らかにされた(Allen et al., 2019).この沈着量は都市部とほとんど変わらないことから,大気を通じたマイクロプラスチック汚染が広域的に起きていると可能性を示すものであり,NHKでも取り上げられた.また,山間部では都市部とプラスチック形状が大きく異なり,破片状,フィルム状AMPsが多く,繊維状AMPsは少ないことが明らかにされている.3.大気中マイクロプラスチック研究の課題現状では研究者が独自の方法で行った結果を報告しており,単純に比較することはできない.したがって,AMPsの採取法,前処理法,同定法に関する統一的手法開発が求められている.講演では, AMPs計測用の大気中エアロゾル捕集材,前処理法,計測手法に関する我々の検討結果について紹介するとともに,都市大気および自由対流圏大気中AMPsの実態について,その一端を紹介したい.

著者

堀内 雅生 山口 隆子

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2020-03-13

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1.はじめに風穴とは,夏に山の斜面から冷風が吹き出す場所,およびそのような現象を指す(清水ほか,2015)。日本における主な活用事例としては,蚕種の貯蔵が挙げられる。海外においてもスイス・北アルプスなどのヨーロッパでは,冷蔵小屋にミルクを貯蔵するなどの活用がされてきた(佐藤,2008)。近年,自然ネルギーへの関心の高まりから,風穴の天然の冷源としての価値が再認識され,クールスポットとして観光や見学対象となっている風穴も多い。また,実用の冷蔵庫として種苗・野菜・漬物・果実などの貯蔵に利用している地域もあり,需要は増している。このような風穴の活用のためには,その性質を明らかにすることが必要不可欠であり,明治期より気候・地形地質・植生分野にまたがった多くの研究が行われてきた。田中ほか(2004)では,夏季には外気に比べ相対的に崖錐内が低温であることによって生じる対流により冷風が下方の風穴から吹き出し,冬季には崖錐内部が相対的に高温であることによって上部の風穴から温風が吹き出すことを明らかにしている。なお,本稿では夏季に冷風を吹き出す風穴を「冷風穴」,冬季に温風を吹き出す風穴を「温風穴」と呼ぶ。このような風穴の研究事例は,東北~北海道地方や高標高地域などの寒冷な地域において数多く報告されているが,気温が0℃を下回ることが少なく,風穴内部に氷が生じない温暖な地域における研究事例は,萩(森・曽根,2009)や神津島(鈴木,2019)などがあるものの,数は多くない。今後,温暖化による気温の上昇で地表面の熱環境にも影響が出ることが考えられており(Bogdan et al.,2012),風穴の熱環境も同様に変化する可能性がある。そのため,特に現時点で温暖な地域で調査を行うことは,地球温暖化が風穴および風穴周辺に生息している動植物へ与える影響を考える上でも重要であると考えられる。2.方法本研究では,瀬戸内海に面し,気候が温暖な香川県小豆島に位置する風穴(標高107.4m)を対象とした。温度計(TandD:RTR-502, 10分間隔で測定)を風穴及び周辺に設置し,気温の長期変動を記録した。また,8~11月には風穴に熱線風速計(CUSTOM:WS-03SD)を設置し,風速の日変化を観測した。3.結果観測開始(2019年6月8日)から10月初旬までの冷風穴気温は11~14℃前後で,外気温より低い状態を維持しながらも,徐々に上昇した。また,まとまった降水イベントの際には冷風穴気温の一時的な上昇がみられた。これは冷風穴内部に暖かい雨水が流れ込むことで,一時的に内部の温度を上昇させたものと思われる。降水や外気の侵入による影響が少なく,安定して冷風が吹き出していたと思われる6月9日11:00(11.3℃)と10月1日11:00(14.1℃)の冷風穴気温を比較すると,2.8℃上昇しており,この期間中の冷風穴気温上昇率は0.025℃day-1であった。風速観測結果であるが,冷風穴風速と冷風穴内外の気温差には比較的良好な相関関係がみられ,気温差が大きくなるほど風速が上昇することが分かった。これは,風穴の風が外気と風穴内部の空気の密度差によって生じるというメカニズム(高橋ほか,1991)を支持する結果となった。その後,10月中旬頃から冷風穴気温と外気温の差が夜間にほぼ無くなる日が増え,11月上旬にはほぼ毎日夜間の気温差が非常に小さくなった。風穴は冬季になると,夏季に崖錐内に蓄えられた熱によって内部で上昇気流が生じ,夏季に冷風穴で吹き出していた風が吸い込みに転じるが,今回観測された冷風穴気温と外気温の同調は,この吸い込み現象をとらえたものと考えられる。なお,12月に実施した調査では風穴の風向は実際に吸い込みに替わっており,風穴気温が外気温と同調する要因を裏付ける結果となった。また,温風穴について,冬季(2019.12.27)に周囲の地表面温度を放射温度計で測定することにより,発見することができ,観測を開始した。

著者

Shin Sugiyama Masahiro Minowa

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Subglacial environment of the Antarctic ice sheet is one of the least investigated areas on the Earth. Base of the ice sheet forms an important boundary, which controls ice dynamics and thermal conditions. Existence of subglacial channels and lakes poses important questions about basal hydrology and microbial ecosystem under several-kilometer-thick ice. Recent mass loss of the ice sheet is driven by the melting of ice shelves, which occurs at the basal boundary of floating ice. Sensing physical properties beneath the ice is possible by using seismic and electromagnetic waves, but in-situ measurements and sampling are required to answer many of the questions. Hot-water drilling is a powerful tool to provide an access to the bed of glaciers and ice sheets. In this contribution, I introduce recent progress in our understanding of subglacial environment of the Antarctic ice sheet based on direct observations through boreholes, including our project in Langhovde Glacier in East Antarctica.Langhovde Glacier is a 3-km wide outlet glacier located 20 km south of the Japanese Syowa Station in East Antarctica. Lower 2–3 km of the glacier forms a floating tongue, which feeds into the Lützow-holm bay. To study basal melting and subshelf ocean environment, we drilled four boreholes in January 2018 using a hot-water drilling system. The boreholes were utilized to measure spatial variations of temperature, salinity and current under the ice. Two of the boreholes were equipped with a temperature and CTD/current sensors for year-round observations. Potential temperature of the seawater underneath the ice was between −1.4 and −1.1°C, approximately 1°C warmer than the freezing temperature. Water temperature within several hundred meters from the grounding line was −1.2°C in January 2018. Temperature dropped to −1.6°C from January to May, which was followed by gradual warming to −1.55°C in December. The temperature in January 2018 (−1.2°C) was significantly warmer than that in the summer 2019 (−1.55°C), as well as temperature measured at the same location in 2012 and 2013 (−1.55°C). A possible interpretation of the unusually warm water in 2018 was break-up of land-fast sea ice in the Lützow-holm bay in 2016. Presumably, open water near the glacier front facilitated transport of heat to the grounding line. Our subshelf observations implied significant amount of basal melting occurs under the entire ice shelf of Langhove Glacier, and thermal conditions near the grounding line is susceptible to changes in the ocean.

著者

近藤 研 杉山 慎

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The Antarctic ice sheet drains ice into the ocean through floating ice shelves and outlet glaciers, which play key roles in the mass balance of the Antarctic ice sheet. Since iceberg calving and ice shelf basal melting are major ablation processes of the ice sheet, understanging the dynamics of floating ice is important. Land-fast sea ice affects the stability of ice shelves by exerting battressing force on the ice front. For example, previous studies reported glacier front retreat, disintegration of ice shelves and ice flow acceleration after breakup of sea ice in front of glaciers (e.g. Miles et al., 2017). Lützow-Holm Bay located in East Antarctica is usually covered with land-fast sea ice all year round, but a large portion of sea ice broke up in April 2016 (Aoki et al., 2017). In order to investigate the impact of the sea ice break up on outlet glaciers in the region, we carried out satellite observations on Langhovde Glacier, one of the outlet glaciers terminating in Lützow-Holm Bay. Glacier terminus position was deliniated from 2000 to 2020, using Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) and Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) imagery. Changes in glacier surface area near the calving front were devided by the width of the calving front to obtain mean retreat/advance distance. Ice flow velocity field from 2014 to 2020 was measured, by applying a feature tracking method (Sakakibara and Sugiyama, 2014) to Landsat 8 OLI image pairs.Terminus position has been relatively stable from 2000 to 2012, with only small fluctuations within a range of 200 m. The glacier then advanced by 400 m from 2012 to 2016. After 2016, the year of the land-fast sea ice break up, the terminus retreated rapidly by 720 m by 2020 as a result of large calving events in 2016 and 2019. The glacier front reached the most retreated position since 2000. After the sea ice breakup, ice speed increased from 110 m a−1 in 2017 to 135 m a−1 in 2019. The results of this study suggest the glacier had been stabilized by the land-fast sea ice by 2016. Rapid retreat and acceleration after the breakeup indicate significant influence of sea ice on the dynamics of outlet glaciers in Antarctica.ReferencesMiles, B.W.J. and Stokes, C.R. and Jamieson, S.S.R (2017), Simultaneous disintegration of outlet glaciers in Porpoise Bay (Wilkes Land), East Antarctica, driven by sea ice break-up, The Cryosphere, 11, 427-442.Aoki, S. (2017), Breakup of land-fast sea ice in Lützow-Holm Bay, East Antarctica, and its teleconnection to tropical Pacific sea surface temperatures, Geophys. Res. Lett., 44, 3219–3227.Sakakibara, D., and S. Sugiyama (2014), Ice-front variations and speed changes of calving glaciers in the Southern Patagonia Icefield from 1984 to 2011, J. Geophys. Res. Earth Surf., 119, 2541–2554.

著者

YEFAN WANG Shin Sugiyama Daiki Sakakibara

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In recent decades, the Greenland Ice Sheet has been a major contributor to global sea-level rise as a consequence of accelerating mass loss. Numerous studies have described spatiotemporal heterogeneity in glacier terminus retreat, flow speed variations, surface elevation change in a scale covering the entire ice sheet. However, details of the changes and heterogeneity of individual glaciers remain uncertain. Therefore, detailed investigations in a finer spatial scale are required. Here we show the surface elevation changes of 16 outlet glaciers along the coast of Prudhoe Land, northwestern Greenland, derived from multi-source DEMs (digital elevation models) (1985 (t0) aerial photograph DEM, ASTER DEMs in 2001–2003 (t1) and 2016–2018 (t2)), for the last 30 years.We observed a mean surface lowering rate of −0.55±0.22 m a−1 over the past three decades (t0–t2) for the whole studied glaciers. The most rapid surface lowering (−3.08 m a−1) was observed near the glacier termini (elevation band 0–50 m), and the slowest surface lowering rate (−0.14 m a−1) is found on the elevation band 800–850 m. The rates varied among the periods. The mean rate showed a slightly positive value of 0.14±0.16 m a−1 during t0 – t1, and no distinct altitudinal variations was observed in this period. Strongly negative elevation change rates (−1.31±0.19 m a−1) were detected during the second subperiod (t1– t2). The most rapid thinning (−5.47 m a−1) occurred near the frontal areas (elevation band 0–50 m), and slower but significant thinning at a rate −0.57 m a−1 was observed inland areas (elevation band 800–850 m). For individual glaciers, most glaciers have exhibited no significant change or slight surface thickening during the period t0 – t1. Obvious thinning happened only in the frontal areas of Tracy, Farquhar, Sharp and Sun Glaciers. During the period t1– t2, all the studied glaciers experienced thinning in different magnitudes. Tracy (−3.91±0.12 m a−1) and Farquhar (−2.91±0.15 m a−1) Glaciers experienced most significant thinning, while Heilprin Glacier, adjacent to Tracy, showed a moderate thinning rate (−0.51±0.12 m a−1). Interestingly, there is no obvious change at Verhoeff Glacier both in t0 – t1 and t1– t2. Outlet glaciers terminating in Inglefield Bredning showed a mean thinning rate of −1.07 ± 0.18 m a−1, which was 67% greater than those of glaciers terminating in Baffin Bay (−0.64 ± 0.24 m a−1) during t1–t2.The elevation changes are generally correlated with atmospheric and oceanic warming in the region. Nevertheless, considerably large heterogeneity was observed among individual glaciers, which may be attributed to the control of the fjord bathymetry and glacier bed topography on the submarine melting and ice dynamics.

著者

Ralf Greve John C. Moore Thomas Zwinger Chao Yue Liyun Zhao

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Sea level rise from the ice sheets is one of the chief impacts of greenhouse gas emissions. The Greenland ice sheet is expected to contribute some ten centimetres to ~1 metre of global sea level equivalent (SLE) this century (Goelzer et al., 2020, doi: 10.5194/tc-2019-319). In the longer term, Greenland will likely lose more than 90% of its ice sheet unless summer temperatures are kept to less than 2°C above pre-industrial levels (Pattyn et al., 2018, doi: 10.1038/s41558-018-0305-8). Stratospheric aerosol injection (SAI) has been proposed as a potential method of meeting the IPCC 1.5°C or 2°C global temperature rise targets. In this study, we use the SICOPOLIS (www.sicopolis.net) and Elmer/Ice (elmerice.elmerfem.org) dynamic models driven by changes in surface mass balance and temperature to estimate the sea level rise contribution from the Greenland ice sheet under the IPCC RCP4.5, RCP8.5 and GeoMIP G4 (Kravitz et al., 2013, doi: 10.1002/2013JD020569) scenarios. The G4 scenario adds 5 Tg/yr sulfate aerosols to the equatorial lower stratosphere (equivalent of ~1/4 of the 1991 Mt. Pinatubo SO2 emission rate) to the IPCC RCP4.5 scenario, which itself approximates to the Paris NDC (Nationally Determined Contributions) greenhouse gas emission commitments. The figure shows the mass loss of the Greenland ice sheet under the three scenarios with four earth system models (BNU-ESM, HadGEM2-ES, MIROC-ESM, MIROC-ESM-CHEM), simulated with the SICOPOLIS model. Relative to a constant-climate control run (ctrl_proj), the losses from 2015 to 2090 are 63 [53, 76] mm SLE for RCP8.5, 45 [38, 52] mm SLE for RCP4.5 and 28 [18, 38] mm SLE for G4 (mean and full range). Thus, the mean mass loss under G4 is about 38% smaller than that under RCP4.5 and 55% smaller than that under RCP8.5. We aim to repeat all simulations with the full-stress Elmer/Ice model to assess model-induced uncertainty.

著者

種子 彰

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科学の目的は,宇宙の全ての謎を説明することである。これまで、科学法則 と真理は帰納法と演繹法によって探求されてた。起源の探求は時間を遡ることがでないので、初期状態が不明であった.起源の探究には創造的推論と評価が重要である.それは進化の結果で評価するアブダクションという手法です。具体的には画期的なモデルを提案して,それで一度限りの進化の複数結果(特徴)を統一的に全て説明する。巨大衝撃(GI)仮説モデルでマントルだけの月となるには、30度の特別な角度でVx=7km/sの速度で偶然地球に接線方向に衝突する必要がある。計算された月軌道エネルギー(3×Re)は実際の月の1/20に過ぎず、(GI)仮説は検証できなかった. これは月形成モデルの新仮説です.ジャイアントインパクトGIモデル(火星サイズの分化した原始惑星)の代わりに,月サイズの分化したマントルだけの衝突体(MI)を想定した.地球は半径の半分がコア(Fe+Ni)であり,その外側はマントルで覆われている.月がマントルだけでできていると云う発見は大きな特徴である.GI仮説でもその特徴を再現する為に,色んな角度や速度を仮定して破片にコアが含まれないで凝集するメカニズムを苦労して計算し,特別な条件を探しだした.しかし月の軌道エネルギーは現状の値の1/20しか満足出来なかった.地球に与える衝突エネルギーは,GIがMIに比べて約2.5倍も大きい.そこでGIモデルの衝突では地球は完全にコアまで変形するが,MIモデルの衝突では,無傷のコアと地球マントルの欠損とマントルだけの月の射出となる.MI仮説で,必然で月サイズのマントルインパクターが形成されるために,太陽系の観察を行ったところ,ボーデの法則の小惑星帯位置に惑星が欠けているという特徴が有った.その欠けた惑星が偶然の衝突で破壊されたと仮定すると,その破片は四方に飛び散って凝集できない.「必然衝突のアイデア」 (コア+マントル→マントルだけのインパクター)ヒントはシューメーカーレビ第九彗星であり,木星に一列の痕跡を残し,潮汐断裂の良い手本を示してくれた.問題は,円軌道のCERRA(セレス位置の火星サイズ原始惑星)が潮汐断裂する楕円軌道になるメカニズムである. セラの外周に誕生した巨大質量のガス惑星の摂動で,セラの角運動量は木星に吸い取られてセラの軌道を偏平化させた.軌道エネルギーが一定の法則の状態で,太陽と木星の引力が互いに釣り合う位置でセラは潮汐力により断裂し,マントル破片は列車の様に一列に並んで,同一楕円軌道を周回する.地球との衝突は、会合周期毎に此の楕円軌道と地球軌道の交点で発生する.理論計算により得られた衝突速度と角度は,12.4 km/sおよび36.4度である.衝突速度は第二次宇宙速度11.2km/sより大きいが,反発係数を考慮すると現在の月軌道位置60×Reが簡単に計算できた.地球のマントルは中心に近いほど高密度であリ,射出された地球マントル片は,偏芯していて地殻熔融マントルで外面が被覆されている.しかし,隕石重爆撃期に衝突し形成されたクレーターは,表面では内面の玄武岩質が再溶融し流出すると,黒い月の海と成る.裏面は同じ安山岩質の角礫岩なので海が出来ずに月の沙漠となる. 射出された月は偏心しており、地球と偏芯した月が共通重心を中心として互いに回転する.重い側(表面)は共通重心に近い位置が安定している.そこで表面は常に地球に面しているため、裏側は地球からは見えない.地球の起源も同様にMIで全て説明出来た.この「マルチインパクト仮説」では、更に地球の起源として[地球の深海洋底][プレート境界][プレートテクトニクス][駆動力][プレート移動方向の急変][プレート相互の重なり開始][還太平洋弧状列島・背弧凹海盆・海溝][南極大陸の停止][トランスフォーム断層][平川層][バンアレン帯の偏芯][地球磁場反転][地軸の傾斜][生物種大絶目]が説明できた。太陽系の起源として、[フィーデングゾーン][小惑星帯][分化した隕石][ラブパイル小惑星の分化した材料][木星の大赤斑][冥王星のマントル][水星のコアリッチ]も統一的に説明できた.特に,[月の軌道エネルギー]や[マントル断裂片の衝突速度と角度]が,理論から数値が出せたことと、[月の偏芯][月の海が表面に集中する理由][月が表面を常に地球を向く理由][キンバーライトパイプの形成理由]なども統一的に説明できて、冥王代のミッシングリンクの解明に役立った.アブダクションで完全に検証できたと云える.詳細"はS-IT25(26日A05),M-IS22(May 24,201B)にも投稿済.

著者

種子 彰

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2020-03-13

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現在、色々な宇宙論が提案されている.其々が異なる仮説を述べて、一つとして証明が出来ていない.その理由は、正しい評価方法がないためです。空間を膨脹させるメカニズムは証明できない!ビックバンは赤方偏移を説明するための天文学者の仮説に過ぎない!証明できない天文学者のドグマと云える.ビッグバン仮説は、赤方偏移を誰も証明できない空間拡張仮説によって説明できるというありそうもない仮説です。更に、宇宙が潰れない理由は,膨脹しているエネルギーと暗黒物質の引力が釣り合っているという訳の解らない仮説を追加して説明している。誰が言い出したか不明であり、それは無責任です。交差点で信号機が赤の時、皆で一緒に道を渡れば、誰もが怖くない.それを変だと文句をいう奴を無視します!エネルギー保存法則を考慮すると、ブラックホールと暗黒物質を考案して、証拠なしにドグマを続けるのは権威主義者です。 小松栄一郎は宇宙の背景等方性放射を観測することができ、プロファイルは2.725Kでの黒体放射のそれに類似していました。彼は、観察はビッグバンの証拠であると2014年に言いました。宇宙が潰れない理由は,膨脹しているエネルギーと暗黒物質の引力が釣り合っているという訳の解らない仮説を追加して説明している.しかし、其の観測された背景輻射が「未知の百科事典(1)p91~p100 . ローワン・ロビンソン氏1980-July」でp95に「此の背景輻射むのエネルギー密度が,多くの銀河系からくる星の光を寄せ集めて平均したエネルギー密度とよく似ていることである.こうした星の光を2.7度Kの黒体輻射の形に変形させる方法と云うのは見つかっていない.」と述べている. 私は,宇宙の遠方からの光は「ランバートの法則でエネルギーは希釈されている」し,周波数が赤方偏移する事は観測されている.つまり,観測地点では量子力学的な効果として理論的に説明できる.更に、宇宙の中心で無くて観測地点が地球なので等方性も示せる.[1]赤方偏移は、「P1-23空間量子赤方偏移仮説と新定常宇宙論」2014-9 日本惑星科学会ですでにアブダクションで説明されています。更に[2]3度Kの背景輻射と[3]地球中心の赤方偏移も説明済みである.[4]宇宙が潰れない理由は,有限宇宙でのマッハ力学により作用(引力)と反作用(慣性質量)と考えて釣り合うと説明される. ビッグバン仮説の最大の謎は、空間拡張のメカニズムが物理的に証明されていないということです。定規は空間とともに膨張するため、空間膨張の観察を説明することは不可能です。私も他の誰でもそれを証明することはできないが、空間膨張は観測されていない。宇宙の起源の評価方法は、それを分析し統合して得られた結果で、帰納法と演繹法で推定するしか手段が無かった。さて、アブダクションによる進化の結果として、"宇宙の特徴を幾つ説明できるか"を評価すれば、仮説は簡単に破られる.ブラックホール、暗黒物質、ビッグバンはもはや必要ありません。ビッグバンに乗っている原子物理学者と天文学者は、優れたフリーライダーです。ビッグバン、ブラックホール、ダークマターに基づいて独自の理論を構成している人々はフリーライダーであるため,その根拠が崩る.前任者の幻想を受け入れないでください。自分で真実を探る.自然の現状で自分の仮説の真偽を確認しよう。地球も宇宙の一部です,宇宙の中心ではありません。地球でも量子力学は実証されており,工業的にもICやLSIで利用されています.量子力学ではエネルギーが空間に希釈された処で適用されます.宇宙の彼方から届く光は空間で希釈されています.つまり,エネルギー保存法則と周波数保存が同時に不可能になると,周波数は赤方にずれます. これが[1]赤方偏移の根拠です.[2]3度Kの背景輻射は,平均的な太陽の周波数分布が,閉宇宙の半径だけ(遠方分だけ)ピークがずれ3度Kに観測されたと説明できます.[3]地球中心の赤方偏移は,観測位置が地球であっただけです.空間は膨脹する必要が有りません.ビックバンで膨脹する以前は,1点にエネルギーが集中していたらビック・ブラックホールであり,爆発できません(笑い). 地球上で空間膨張が観測出来ないのに,何故遠方の光で空間膨張の効果を観測できる矛盾はどう説明するのかな?宇宙の起源。 今までのビック・バン仮説は,比較する仮説がなかったので,実証されていなくても正いと信じられていた.誰が,ビックバンを実際に証明できるのか?キリスト教には"神が世界を創造した"という説が有る.それと同様な,ビックバン仮説が今否定された.仏教の輪廻と同様に,それは宇宙が始まりが無く永遠に変転していると云える.空間は膨脹する必要が有りません.地球上で空間膨張が観測出来ないのに,何故遠方の光で空間膨張の効果を観測できる矛盾はどう説明するのかな?ちなみに、スペースが拡大しなくても、宇宙半径は計算できます。この値は真実でしょうか?今回はM-IS22に"太陽系起源"と"宇宙起源無し"の二件を投稿した."太陽系の起源の詳細"はS-IT25<26日A05>にも投稿済.

著者

池田 里奈 吉田 圭佑 髙橋 諒 松澤 暢 長谷川 昭

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2020-03-13

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地震の応力降下量は,地球内部の応力サイクルの理解の上で重要なパラメータである.小中地震の応力降下量は,従来,Brune (1970), Sato & Hirasawa (1973), Madariaga (1976)などの震源過程モデルの当てはめにより推定されてきたが,近年では,観測ネットワークの発達により小中地震の破壊伝播過程そのものについての推定もある程度可能になってきている.本研究では,2011年3月11日から2018年10月31日までに福島-茨城県境周辺で発生した小中地震 (Mw 3.3-5.2)の破壊伝播指向性を調べ,さらにそれを考慮して応力降下量の推定を行った. 初めに,経験的グリーン関数法を用いて,対象地震 (348個)の観測波形を近傍で発生したひとまわり小さな地震の波形でdeconvolutionすることにより,各観測点での見かけの震源時間関数を求めた.その結果,本研究で解析対象にした小中地震の多くに,見かけの震源時間関数の継続時間や振幅に明瞭な方向依存性が確認できることがわかった. 次に,楕円形断層の非対称破壊を含む一般化した震源過程モデル (Dong & Papageorgiou, 2003)を用いて,見かけの震源時間関数のコーナー周波数とその方向依存性から断層サイズと応力降下量,破壊の進展方向を推定した.楕円形断層の非対称破壊を導入することにより,従来の円形断層の対称破壊モデルよりも理論コーナー周波数の残差を大幅に減少させることができた.解析を行った348個の地震のうち,306個の地震が有意な破壊伝播指向性を持つことが分かった.破壊の進展方向には偏りがあり,本研究で解析した地震には,破壊が南東方向へ進展したものが多いことが分かった. 推定した断層サイズから求めた応力降下量は,対称破壊モデルを仮定して求めたものより系統的に大きな値を示した.このことは,円形断層の対称破壊伝播を仮定した場合には,同じ継続時間でも破壊域が大きくなり,断層サイズが過大評価されると考えられることから理解できる.推定した応力降下量の平均値は20.2 MPaであり,先行研究によりこの地域で推定されている最大剪断応力の大きさと同程度であった.このことは,個々の小地震が,断層面上の剪断応力の殆どを解消していることを意味するのかもしれない.

著者

増田 雄樹 横山 哲也 岡林 識起 石川 晃

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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Micro-scale isotopic analysis of geologic materials is getting more important in recent geochemistry. Although in-situ isotopic measurements with LA-ICP-MS or SIMS have played a central role in geochemical applications, these techniques are not necessarily suitable for isotopic analysis that requires chemical separation prior to mass spectrometry. In such cases, sampling with micro milling [1] or Laser Ablation in Liquid (LAL) [2] has been applied. However, these sampling techniques could cause cross contamination from the micro-drill material, relatively low recovery yield, and longer sampling time.To overcome these problems, we developed the Laser Ablation with Filter (LAF) method in which sample particles ablated by a fs-laser (IFRIT, Cyber Laser) are carried via the flow of He gas in a Teflon tube and then caught by a membrane filter (pore size: 0.1 µm). The performance of the LAF method was evaluated by using a glass standard (NIST SRM 610), which was ablated by a spiral analysis mode with a fluence of 28 J cm-2, repetition rate of 500 Hz, pulse lengths of 240 fs, wavelength of 260 nm, and raster speed of 100 µm/s. The typical pit size was 20 µm in width and 20 µm deep, which required 1.4 h for sampling an area of 1×1×0.1 mm3. The sample particles retrieved by the filter were dissolved by a mixture of HF and HNO3, then treated with HClO4 to decompose insoluble fluoride precipitates. The sample solution was split into two aliquots; one dedicated for the analysis of trace element abundances with ICP-MS (Xseries 2, Thermo) and the other for isotopic analysis with TIMS (TRITON plus, Thermo) after chemical separation. We found that the recovery yields of trace elements ranged from 80-90%, in which the effect of elemental fluctuation was suppressed owing to the use of the fs-laser [2, 3]. The 87Sr/86Sr of NIST 610 collected by the LAF method was 0.7096787 ± 0.0000016 (2SE), which is consistent with that for NIST 610 (87Sr/86Sr = 0.7096779 ± 0.0000028) separately measured by dissolving a piece of the glass standard. The procedural blank of the LAF method was negligible to perform the trace element and isotopic analyses. The new method can be applied to small minerals and inclusions in terrestrial rocks and meteorites for understanding the carrier phases that cause isotope heterogeneities in mantle rocks and refractory inclusions in carbonaceous chondrites.[1]Myojo, K. et al. (2018) Astrophys. J. 853, 48. [2]Okabayashi, S. et al. (2011) J. Anal. At. Spectrom, 26, 1393-1400. [3]Fernández B. et al. (2007) TrAC. 26, 951–966.

著者

桑野 太輔 亀尾 浩司 久保田 好美 万徳 佳菜子 宇都宮 正志 岡田 誠

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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The Mid-Pleistocene Transition (MPT) is the well–known interval that the dominant periodicity of earth’s climate cycles shifted from 41 to 100 ky rhythms (e.g., Elderfield et al., 2012). This study will discuss paleoceanographic changes during the Early Pleistocene before the MPT around the central part of the Pacific side of Japan based on calcareous nannofossil assemblages. We studied the Kiwada Formation in the Kazusa Group, distributed the Boso Peninsula. Two different counting techniques were used to clarify biostratigraphic and paleoceanographic events based on calcareous nannofossils. The age model for this section was proposed by Kuwano et al. (2019a, b). Investigaed ages is Marine Isotope Stage (MIS) 41 to 36. Spectral analyses using the PAST3 software were also applied in order to extract paleocanographic signals from nannofossils.At least 13 species and 13 genera of calcareous nannofossils were identified in the examined section. Umbilicosphaera sibogae(Kuroshio water index) increased at the glacial–interglacial boundaries, Florisphaera profunda (stratified, warm offshore water index) and Helicosphaera spp. (freshwater inflow index) increased in the interglacial period. On the other hand, Calcidiscus leptoporus (cool offshore water index) and very small Gephyrocapsa spp. (eutrophic freshwater index) increased during the glacial period. In particular, Coccolithus pelagicus (eutrophic cool water index) abundant at the end of the glacial period. The power spectra of F. profunda, U. sibogae, very small Gephyrocapsa spp., and C. leptoporus show 55–57 kyr periodicity, which also appeared in benthic foraminiferal δ18O. The periodicity of 22–23 kyr was recognized from relative abundances of F. profunda, U. sibogae, and Helicosphaera spp. Those sequential fluctuations of nannofossils indicate that northward/southward of the Kuroshio and Subarctic Front around the Pacific side of Japan. It can be presumed that oceanic front movements linked East Asian monsoon variations because paleoceanographic records in this study corresponded with Chinese loess-paleosol records (Sun et al., 2010).[Reference]Elderfield et al., 2012, Science, 337, 704-709., Kuwano et al., 2019a, The 126th Annual Meeting of the Geological Society of Japan, Abstract, R23–P2., Kuwano et al., 2019b, The 1st Asian Palaeontological Congress, Abstract, P64., Sun et al., 2010, Earth and Planetary Science Letters, 297, 525–535.

著者

加藤はるみ 向後千春

雑誌

日本教育心理学会第58回総会

巻号頁・発行日

2016-09-22

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背景と目的 21世紀の柔軟な雇用形態と流動的な組織を基盤とする社会の仕組みは,労働者に柔軟な対応を求めることとなった(Kalleberg 2009)。働く人が流動化している社会において,これまでのキャリアマッチング理論や,職業への適合理論といった考え方では,不安定で急激な変化に対応できないとして,サビカスは,キャリア構成主義の視点とナラティブ・アプローチの手法を提案している。このキャリアストーリー・インタビューはアドラー心理学をベースとしている(Savicas 1989)。 サビカスのキャリア構築理論に基づく手法を使ったキャリア支援の研究はまだ少ない。本研究では,サビカスのキャリアストーリー・インタビューによる新たなキャリア支援の方法を検討する。方 法 キャリアストーリー・インタビューは以下の手続きに従って実施した。サビカスのインタビューフォームを使用し,幼少時の思い出をインタビューした。インタビューは自己を定義づける瞬間や人生が変化するような経験における重要な人物,重要な出来事に注目する。幼少期の思い出について考察し,キャラクター・アークの根底にある捉われを特定した。各々がもつキャリアへの理想像,プライベートセンス(私的感覚)を明らかにした。相手とコモンセンス(共通感覚)をもつには,各自が各々のプライベートセンスに気づくことが必要である(向後 2016)。具体的には,「上司の立場,部下の立場」という立場の違いにおける課題と各自の描くロールモデル,理想とするキャリア像を確認し,そのギャップを明らかにした。 調査協力者:有職者(求職者含む)の4名であった。 調査方法と倫理的配慮:半構造化面接によるキャリアストーリー・インタビューを実施した。質問を実施する前に書面にて,健康状態の確認と,回答は任意であり回答を中断することが可能であることを明記した。質問項目に関して,自由に語るよう促した。 調査期間:2016年1月~2月に実施された。 調査内容:上記サビカスのインタビューフォームに,上司・部下に関する独自の質問を追加した。結果と考察 キャリアストーリー・インタビューでの幼少期の思い出と感情がナラティブとして語られた(Table 1)。幼少時の記憶は今現在も大切にするもの,教訓となり,プライベートセンスの言葉の中にあらわれていた(Table 2)。各自がそれぞれのプライベートセンスに気づくことは,新たなキャリア形成につながる。今後はインタビュー数を増やし,キャリア構成主義によるキャリア支援の方法を展開したい。

著者

望月 公廣 山下 裕亮 Savage Martha Warren-Smith Emily Jacobs Katie Wallace Laura

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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The Pacific Plate subducts beneath the Australian Plate at a rate of ~5 cm/year along the northern Hikurangi trough off the North Island, New Zealand, and the seismic activity is very high. In addition to regular earthquakes, slow earthquakes including slow slip events (SSEs) and tremor have been observed offshore on the shallow plate interface. SSEs are relatively frequent in the northern part of the Hikurangi subduction margin, occurring every 1-2 years. Therefore, this frequent, repeating occurrence offers an excellent chance to capture accompanying seismicity as well as the SSE itself using temporary deployments of ocean bottom instruments directly overlying the shallow (<10 km) SSE source.We conducted an international collaborative observation from May, 2014, through June, 2015, using 15 ocean bottom seismometers (OBSs) and 24 ocean bottom pressure gauges (OBPs). We were successful in capturing an SSE directly beneath the network, and obtained a precise slip distribution of the event. The slip reached near the trough axis, and that the slip was reduced in the area of subducted seamounts. The tremor activity initiated near the end of the SSE and it lasted for more than two weeks, within a limited region over one of the subducted seamounts. Stress inversions from focal mechanisms of earthquakes during the SSE cycle revealed temporal variations in stress orientations suggestive of an increase in pore fluid pressure within the slab and along the plate interface during the period prior to SSEs in the area, and a subsequent reduction of pore fluid pressure following SSEs. Furthermore, variations of shear wave splitting delay times and Vp/Vs suggested that filling and emptying of cracks and pore spaces accompanied the fluid pressure changes. These observations of long-lasting tremor activity and temporal variation of focal mechanisms and cracks in tandem with the occurrence of SSEs suggest a potential role of fault-valving in the generation of slow earthquakes.We conducted another temporary OBS deployment from Oct. 2018 through Oct. 2019 using 5 OBSs in the same region of the 2014-2015 observation spanning the subducted seamount where we recorded offshore tremor activity previously. A large SSE occurred during the observation period in April-May 2019 around our OBS network, and we were successful in capturing seismic activity accompanying the SSE. The seismicity increased around the start of the SSE and continued throughout the event. Some of the activity shows a large low frequency component, and it is likely that tremors were activated. We are conducting further investigations.

著者

南條 壮汰 佐藤 夏雄 穂積 裕太 細川 敬祐 片岡 龍峰 三好 由純 大山 伸一郎 尾崎 光紀 塩川 和夫 栗田 怜

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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国際宇宙ステーション(International Space Station: ISS)に搭載されたデジタル一眼レフカメラ(デジカメ)を用いて、オーロラの連続カラー画像が撮影されており、NASA のウェブサイトで公開されている。我々は、それらの画像の中でも、オーロラの高さ構造を同定できる地球をリム方向に撮影した画像を解析的研究に活用することを提案してきた [Nanjo et al., 2020, submitted]。ISS は約 90 分の周期で地球を周回しているため、MLT 方向に 4-5 時間程度のオーロラの大規模な構造をスナップショットとして観測することができる。大規模構造の一例として、オーロラオーバルの朝側領域において、輝度の高い領域が波を打ったような構造になるオメガバンドが広く知られている。これまでに、オーロラを真下/真上から撮影する様々な地上/衛星観測によりオメガ構造の西側(夜側)は東側(朝側)に対して輝度が高くなることが指摘されている [e.g. Opgenoorth et al., 1994; Amm et al., 2005]。しかし、これらの観測はオーロラを二次元的に捉えるため、高さ構造については明らかにされてこなかった。ISS のリム方向デジカメ観測では、オーロラを斜めに捉えているため、高さ構造を識別できる。その結果、いくつかの事例でオメガ構造の明るい領域の西端と暗い領域の境界線上に、南北方向に 300-600 km 伸びる高さ 200-300 km 程度の壁状のディスクリートオーロラ( “Great Wall” )が存在することがわかった。図に示す通り、Great Wall は、底部が緑色で、上部が赤色に発光する。また、Great Wall は南北半球で共通する現象であることもわかった。磁力線方向に伸びる赤と緑の発光は、広いエネルギー帯の電子が加速されていることを意味するが、これは Amm et al. (2005) の UV 観測で見積もられた降り込みエネルギーの 2-5 keV という狭い範囲の数値とは一致しないものである。これは、彼らが用いた観測機器の時空間分解能が低く、Great Wall の部分を切り分けることが難しかったためであると考えられる。また、オメガ構造の内部では、活発な脈動オーロラが観測されることが多いが、THEMIS 衛星との同時観測により、これらがコーラス波動との波動粒子相互作用により降り込む典型的な脈動オーロラであることがわかった。大会では、オメガ構造に現れる Great Wall を作る電子のエネルギー帯やそれらから示唆される磁気圏-電離圏結合系の電流系ついて議論を行う予定である。

著者

南條 壮汰 穂積 裕太 細川 敬祐 片岡 龍峰 三好 由純 大山 伸一郎 尾崎 光紀 塩川 和夫 栗田 怜

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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国際宇宙ステーション(International Space Station: ISS)から、デジタル一眼レフカメラ(デジカメ)を用いて都市や海洋、大気などの様子が撮影され、連続カラー画像が NASA のウェブサイトで公開されている。我々は、公開されている画像の中にオーロラが含まれているものを抽出し、背景として写っている街明かりをマーカーにして地理座標上に投影することによって、オーロラの研究、特に脈動オーロラの広域特性の解析に活用することを提案してきた [Nanjo et al., 2020, submitted]。この ISS からのデジカメ観測は 1 秒以下の時間分解能と、地上全天カメラ 3-4 台分の広い視野を持ち、約10分の間にローカルタイム方向に 4-5 時間分に相当する領域を俯瞰的に撮像することができる。脈動オーロラの明滅周期は 2-40 秒、空間スケールは数 10 km 程度であるため、投影されたデジカメ画像によって、脈動オーロラの時間変動・空間変動の双方を十分に分解することが可能である。本研究では、複数の脈動オーロライベントについて投影された連続画像から明滅周期を導出し、その MLT 依存性についての解析を行ったが、明滅周期が MLT に依存しているという傾向を、すべてのイベントに共通するものとして見いだすことはできなかった。次に、デジカメ画像が RGB の 3 チャネルを持つことに着目し、色の違いについての解析を行った。オーロラの色と RGB チャネルの関係は、最も明るい酸素原子の発光である 557.7 nm が G チャネルに対応し、427.8 nm を代表とする窒素分子のバンド発光が B チャネルに対応すると考えられる。窒素分子を発光させる電子のエネルギーは、酸素原子を発光させる電子のそれに比べて相対的に高いため、B チャネルと G チャネルの輝度の比(B/G 比)を用いて降込電子の特性エネルギーに関する情報が得られるのではないかと考え、複数例について B/G 比の解析を行った。その結果、B/G の比は、1) ディスクリートオーロラの領域よりも脈動オーロラの領域において高くなること、2) 脈動オーロラの OFF-time (暗いタイミング)に対して ON-time (明るいタイミング)で高くなること、3) 真夜中よりも朝側の MLT で高くなること、がわかった。これらの結果は、脈動オーロラ電子のエネルギーについてこれまでに知られている傾向と一致するものであり、デジカメで得られた B/G 比を降込電子エネルギーのプロキシとして使用できることを示唆している。本大会では、ここで得られた結果の背景にあるプロセスを、脈動オーロラとの関連が指摘されているコーラス波動の特性を踏まえて議論する。

著者

三反畑 修 綿田 辰吾 佐竹 健治 金森 博雄 Rivera Luis Zhan Zhongwen

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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1. IntroductionAlmost every decade, volcanic tsunami earthquakes occurred at a submarine volcano named Smith Caldera near Torishima Island in Japan (Torishima earthquakes). These earthquakes generated disproportionately large tsunamis for their seismic magnitudes (Mw 5-6) [e.g. Fukao et al., 2018, Sci. Adv.]. In order to determine their physical mechanism, we constructed a kinematic source model based on analyses of tsunamis and long-period seismic waves. Here, we present the detail of kinematic source modeling of the 2015 Torishima earthquake. The overview of the project, including the physical mechanism, characteristic seismic properties, causes of tsunami earthquake nature and similarities of recurrent earthquakes, will be presented by Sandanbata et al. in "Active Volcanism (S-VC45)" session.2. Hypothetical fault systems inferred from initial sea-surface displacementWe started the kinematic source modeling of the 2015 Torishima earthquake by estimating the initial sea-surface displacement around Smith Caldera by the tsunami waveform inversion. We used tsunami waveforms recorded at ocean-bottom pressure gauges deployed in the southern oceanic region of Japan, such as a temporary array [Fukao et al., 2018], DONET, the Deep Sea Floor Observatory off Muroto Cape, and the DART system. We found (1) a large uplift concentrated just over the caldera floor, and (2) clear peripheral subsidence at least along the northern side of the rim structure.Based on the results, we hypothesized a sub-caldera fault system composed of ring and horizontal faults (Fig.a). In the following sections, we examine whether the hypothetical fault system explains both tsunami and long-period seismic records. We also investigate the detailed fault geometries employing multiple fault models with variable fault parameters (i.e. depth of the horizontal fault, dip angle and length of the ring fault).3. Inversion of tsunami waveforms for slip distributions of sub-caldera ring and horizontal faultsWe determined slip distributions on the sub-caldera ring and horizontal faults from the tsunami records by applying a new efficient technique for computing tsunami Green's functions from subfault slips. In most cases, inverted slip distributions consist of thrust slip on an inward-dipping ring fault and asymmetric opening and closing of a horizontal fault (Fig.a).The slip distributions on the multiple fault models accurately reproduce the tsunami records (Fig.b), indicating that these are plausible models for explaining tsunami excitation of the Torishima earthquake. However, if the ring fault extends to a horizontal fault lying at a depth of about 4 km below the caldera floor, slip direction of the ring fault becomes opposite between the upper and lower half portions, which we consider unrealistic. Hence, we believe that the horizontal fault lies at a shallower depth of approximately 2 km.4. Forward modeling of long-period seismic waves from slip distributionsFinally, we investigated the plausibility of the slip models by comparing long-period seismic records at the F-net and GSN stations with their synthetic waveforms. Among the slip models, one with a ring fault with a 75° dip angle extending along an approximately three-quarter portion of the rim structure can best reproduce the observed long-period seismic waves (Fig.c). The waveforms of horizontal components and overall amplitude are sensitive to dip angle and length of the ring fault, respectively. This helps us to constrain the detailed fault parameters well.5. ConclusionWe concluded that the slip model thus obtained can explain quantitatively both tsunami and long-period seismic records, and is a good kinematic source model of the 2015 Torishima volcanic tsunami earthquake. The source model consists of thrust slip on inwardly down-dipping ring fault extending partially along the rim and asymmetric opening and closing of a sub-caldera horizontal fault is attributed to the trapdoor faulting at the active submarine caldera.

著者

三反畑 修 綿田 辰吾 佐竹 健治 金森 博雄 Rivera Luis Zhan Zhongwen

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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1. IntroductionAnomalous volcanic earthquakes repeatedly occurred about once every decade at submarine calderas near Torishima Island in Japan (Torishima earthquakes) [e.g. Fukao et al., 2018, Sci. Adv.] and near Curtis Island in New Zealand [Sandanbata et al., 2019, JpGU]. Despite their moderate seismic magnitudes Mw 5-6, the earthquakes generated disproportionately large tsunamis. Their moment tensors were dominated by non-double-couple (NDC) components. Considering their volcanic origin and efficient tsunami excitation, they are called as volcanic tsunami earthquakes. The mechanism of these events remains unresolved. Here, we present an overview of this project to determine the physical mechanism and characteristic features of these events. The details of kinematic source modeling will be presented by Sandanbata et al. in "Tsunami and tsunami forecast (H-DS08)" session.2. Physical mechanism inferred from kinematic source modelFrom the analyses of tsunamis and long-period seismic waves, we successfully constructed a kinematic source model of the 2015 Torishima earthquake (Fig.a). This model can explain quantitatively both tsunami and long-period seismic waves. The model consists of thrust slip on inwardly down-dipping ring faults extending partially along the rim and asymmetric opening and closing of a sub-caldera horizontal fault (Fig.b). In this model, thrust slip on a partial ring fault is caused by highly-pressurized magma inside a sill-like chamber below the caldera floor. This mechanism is similar to the trapdoor faulting observed geodetically at Sierra Negra caldera, Galápagos [e.g. Jónsson, 2009, Tectonophysics].3. Characteristic properties of long-period seismic excitationsWe next examine their long-period seismic excitations from this source. It is generally known from seismic excitation theory that the moment tensor components, Mrt and Mrp, and the volumetric change of a sill-like chamber at a shallow depth do not significantly contribute to seismic excitation [e.g. Kanamori & Given, 1981, PEPI]. In addition, the ring-fault slip partially eliminates its long-period seismic radiation due to cancellation of excitations from double-couple (DC) components from different portions of the ring fault [Ekström, 1994, EPSL]. These properties not only explain the NDC-type moment tensors of these events but also play an important role in the tsunami earthquake natures. The curved fault geometry focusing deformation just over the caldera also amplifies tsunamis.We demonstrate that the observable moment tensor components (other than Mrt and Mrp) reflect source geometries, arc length and orientation of the ring faults. The similarities of the observable source parameters of most of the recurrent volcanic tsunami earthquakes suggest that the trapdoor faulting repeated at an identical ring-fault geometry every decade. This implies that magma recharges into a shallow sub-caldera chamber, which leads to ring-fault ruptures repeating at least for the decades.4. ConclusionsWe propose a physical mechanism of volcanic tsunami earthquakes by constructing their kinematic source models. A similar mechanism is also suggested for the 2017 Curtis earthquake, although we do not refer to the details here. Our model provides new and first evidences of trapdoor faulting at submarine calderas. We also demonstrate that we can study remote active submarine volcanoes using far-field observations of tsunamis and long-period seismic waves from Mw 5-6 earthquakes.

著者

高下 裕章 芦 寿一郎 朴 進午 宮川 歩夢 矢部 優

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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浅部プレート境界断層領域は防災上重要な研究の新領域として注目されている。プレート沈み込み帯では、沈み込みに伴いプレート境界面が固着している領域で歪が蓄積され、それが一気にずれて歪を解放、境界面が滑ることで地震が発生する。そのため、固着が強い地震発生帯と呼ばれる深部領域が、沈み込み帯の中では主な研究対象であった。一方、固着が弱く非地震性の定常すべり領域と考えられてきた浅部領域は、歪を多く蓄積せず、巨大なすべりを一度に開放することがないとされてきたため、これまで注目される機会が少なかった。2011年の東北地方太平洋沖地震では、海溝軸付近で最大約60 mの巨大な変位が地震時に発生したことが明らかになり、浅部プレート境界断層の破壊に関する初の観測事例となった。この破壊によって、巨大な津波が東北地方沿岸部の広い地域に甚大な被害をもたらされた。科学掘削の結果から浅部領域における断層部は摩擦の低い物質で構成されていることが明らかになったが、それがその領域だけなのか、もしくは日本海溝全体が同様の特徴を持つのかはわかっていないそこで本研究では、浅部プレート境界断層の摩擦係数の詳細な分布を明らかにし、上記の課題を解決するために、まず既存の研究手法Critical taper model (CTM)を改善し、新たな解析手法を開発した。CTMは沈み込み帯のウェッジにおいて力学的な条件を説明するのに重要な手法であり、ウェッジ形状を示す斜面傾斜角αとデコルマ傾斜角βから、プレート境界断層の摩擦係数を計算することができる。ただし、摩擦係数分布を得て、沈み込み帯の力学条件を議論するには、βの値の取り扱いについて大きな注意が必要であった。ベータは基本的に反射法地震探査断面から得るものであるが、その深度処理がβの値に大きな影響を与えることから数kmのオーダーであればPSDMのように高精度な深度処理が行われたものを、より広範囲を対象とした場合は屈折法を組み合わせ正確な速度構造を得たものでなければ、比較という点で信頼性を保つことが難しかった。本研究では、CTMを精査したところ、βがプレート境界断層の摩擦係数の算出にほとんど影響を与えないことが明らかになった。つまり、摩擦は斜面傾斜角αのパラメータのみで計算できることが明らかになった。αはグローバルに存在する水深測量データからも得ることができる。本手法を改めて日本海溝で得られている水深測量データに適用し、浅部プレート境界断層における高密度な摩擦分布を適用したところ、2011年東北沖地震の地震時すべり分布が低摩擦セグメントに対応することを示した。つまり、地震時の滑りが浅部プレート境界断層の浅い部分に伝播した際に、低摩擦領域にそのすべりを拡大し、巨大な津波につながった可能性を考えた。また、現在グローバルに摩擦分布を算出する手法を開発しており、その一部を紹介する。

著者

横山 友暉 廣野 哲朗 小笠原 宏 石川 剛志

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-03-13

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本研究では、断層掘削プロジェクトのひとつであるICDP DSeisに参加し、回収された断層岩試料およびその母岩の物質科学的特徴について、多角的な分析・実験を実施した。 Moab鉱山の地下2.9 kmからM5.5 Orkney地震の余震発生域に向けて掘削が行われ、断層および付近の母岩のコア試料の回収に成功した。回収されたコア試料は、浅部よりRoodepoort層・Crown層・Babrosco層と区分され、Crown層の貫入岩に断層が位置している。本研究にて分析を実施するため、断層および母岩より計50箇所の試料を採取した。 X線回折による鉱物組成定量の結果、断層が位置する貫入岩は主に滑石・黒雲母・角閃石(透閃石)・方解石で構成され、周囲の母岩は主に石英・長石・緑泥石で構成される。また、蛍光X線分析の結果、断層ではMg・Feに富み、周囲の岩石とは著しく異なる元素組成を示す。一方で、顕微鏡による観察の結果、断層では明瞭な葉状構造が観察された。断層を含む貫入岩は強い変質を示し、原岩(火成岩)としての組織を保持していない。しかし、鉱物組成・元素組成を考慮すると、その原岩はランプロファイアであると考えられる。また、二軸摩擦試験機を用いたせん断実験の結果、母岩の摩擦係数は0.68–0.75であるのに対し、断層では0.54と低い値を示す。 以上の分析・観察・測定結果から、M5.5を引き起こした断層が摩擦強度の著しく低い滑石を多く含むため、広域のテクトニックな力によりランプロファイア沿いに応力が集中し、地震の発生につながったと考えられる。一方で、滑石はランプロファイアには不均質に分布しているため、断層沿いの摩擦強度にはムラがあり、それが地震の規模(破壊域の面積)に影響している可能性がある。 なお本研究および本プロジェクトは、ICDP、JSPS Core-to-Core Proram、高知大学海洋コア総合研究センター共同利用・共同研究ほかのサポートを受けて、実施された。

著者

鈴木 大介 赤池 優斗

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2020

巻号頁・発行日

2020-07-04

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1.背景本研究の目的はつむじ風が発達・消滅する条件をアナログ実験により明らかにすることである。そのため、人工的につむじ風様の鉛直渦を発生させる装置の製作を行った。つむじ風は晴れた日の日中に突発的に発生する強い鉛直渦であり、テントが飛ばされるなどの被害が時々報告される。私たちは、なぜそのような強い渦が突発的に発生し、そして消滅するのか疑問に思った。現在、つむじ風の発生メカニズムについての研究は数値シミュレーションにより行われている。しかし、数値シミュレーションは想定した条件下でのパラメータ探索が容易な一方で,地表面摩擦の影響や乱流といった微細な構造を取り入れることは難しい。そこで、私たちは、より細かな構造や擾乱を容易に入れられる、アナログ実験を行うことにした。環境条件をコントロールしながら人工的につむじ風を作り出し、つむじ風の構成パラメータを定量的に評価することで、数値シミュレーションでは知りえなかった性質を発見できることを期待して本研究を開始した。2.研究の手法 つむじ風の発生メカニズムに関する先行研究を参考に、つむじ風が発生しやすいとされる環境を再現する、すなわち上昇気流に角運動量を与え、つむじ風のような鉛直渦を発生させる装置を製作する。ホットプレートで地表面(水)を加熱し上昇気流を発生させ、円筒状の網を回転させることで流入する気流に角運動量を与える装置を考案した。水を加熱するのは湯気を発生させてつむじ風を可視化するためである。さらにこの湯気にシート状のレーザー光を当てることで、任意の渦の断面を定量的に計測できるように工夫した。またビデオカメラを用いて、撮影した渦の画像から渦の大きさを求める方法を確立した。この装置を用いて与える角運動量を変化させたときの渦の直径の変化及び渦の内部の温度分布を計測した。3.結果と考察地表面温度を一定にしたまま、与える角運動量を大きくすると渦の直径は増加した。渦の内部は周辺部よりも高温となっており、渦直径が小さいときのほうが温度差は顕著であった。また中心部の鉛直方向の温度傾度は渦直径が大きい、つまり与える角運動量が大きいときのほうが顕著であった。このように、つむじ風は地表面の熱の効率的な輸送を担っているようである。中心部が周囲より高温になるのは、つむじ風の中心向きの気圧傾度力により地表面付近の高温の空気が集められるためであり、中心向きの大きな気圧傾度力は、中心付近が高温である結果であると考える。しかしながら、つむじ風の形成初期に、なぜ中心向きの大きな気圧傾度力が生まれるのかについて、明快な答えを得ることはできなかった。今後、地表面の温度分布や与える角運動量、微細な地表面構造などのコントロールを行いながらつむじ風を構成するパラメータを定量し、渦動粘性係数を用いた実際のつむじ風と実験装置のスケーリングを経ることで、つむじ風の発生消滅の条件を明らかにできるのではないかと考えている。4.謝辞 本研究をするにあたってご指導いただいた静岡大学理学部地球科学科の生田領野准教授、様々な支援をしていただいた静岡大学FSS事務局の皆様に感謝申し上げます。5.参考文献 ・伊藤純至、(平成29年)、塵旋風の発生・発達機構と強風、日本風工学会誌第42巻第1号 ・新野宏、(2009)、竜巻と塵旋風-大気の激しい渦の理解の現状と課題、第58回理論応用力学講演会 https://doi.org/10.11345/japannctam.58.0.2.0