Integrated geophysical and geochemical observations for detecting precursors of magma movement and eruption

综合地球物理和地球化学观测，探测岩浆运动和喷发的前兆

基本信息

批准号：
22H01304
负责人：
梅田浩司
金额：
$ 8.15万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

低周波地震は地下深部でのマグマの移動・蓄積や噴火に至る準備過程など反映している地球物理学情報である．一方，マグマから放出されるガスのうち化学的に不活性なヘリウムのフラックスが噴火前には大きくなることが知られており，マグマ活動を捉える上での有効な地球化学的な情報と考えられる．しかしながら，これまで両者を同時に観測したり，その関係についてあまり議論が行われてこなかった．本研究では，北海道亀田半島沿岸を対象に低周波地震の観測を継続するとともに，気象庁一元化震源カタログからMatched filter 法によって低周波地震を検出することにより，過去から現在までの低周波地震の活動状況やその時間推移を把握する．また，震源域の温泉ボーリングを利用してへリウム・炭素同位体をモニタリングすることにより，マントル起源物質の上昇フラックスの変動と低周波地震の活動状況（時空間変化）の関係を明らかにする．その上で，気象庁が常時監視・観測を行っている50の活火山以外にも適用できる，簡便かつ安価な新たな火山モニタリング手法を提案する．2022年度は地球化学モニタリングサイト（渡島半島湯の川温泉井）において毎月1回程度の試料（遊離ガス，温泉水）の採取を行うとともに，希ガス同位体，炭素同位体（二酸化炭素），温泉水の主要溶存成分の分析を行い，これらの変動を観測を継続している．これまでに約2年半の観測データを蓄積した．また，気象庁一元化震源データからモニタリングサイト周辺の低周波地震のデータの抽出を行い，発生頻度や深度の時系列データセットを作成した．

低频地震是反映地下深处岩浆运动、堆积以及导致喷发的准备过程的地球物理信息。另一方面，众所周知，岩浆释放的气体中化学惰性的氦气在喷发前会增加，这被认为是了解岩浆活动的有用地球化学信息。然而，到目前为止，两者还没有被同时观察到，或者很少有人讨论他们的关系。在本研究中，我们将继续观测北海道龟田半岛沿岸的低频地震，并利用匹配滤波方法从日本气象厅统一震源目录中检测低频地震及其时间趋势。。此外，通过在震中地区进行温泉钻探监测氦和碳同位素，我们将阐明地幔来源物质向上通量的波动与低频地震活动状态（时空变化）之间的关系。基于此，我们将提出一种新的、简单且廉价的火山监测方法，可应用于日本气象厅持续监测和观测的 50 座活火山以外的地区。 2022年度，我们将在地球化学监测点（大岛半岛汤之川温泉井）约每月一次采集样品（游离气体、温泉水），采集稀有气体同位素、碳同位素（二氧化碳）和温泉水样品我们正在分析水中的主要溶解成分并继续观察它们的波动。到目前为止，我们已经积累了大约两年半的观测数据。我们还从日本气象厅统一地震源数据中提取了监测点周边的低频地震数据，创建了发生频率和深度的时间序列数据集。