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渡部 豪; 雑賀 敦; 浅森 浩一; 小川 大輝; 島田 顕臣; 梅田 浩司*
no journal, ,
地層処分に係る地質環境の長期安定性を検討する上では、地形的に不明瞭な活断層の可能性を評価することが重要となる。九州南部には、10e-7/yr超のせん断ひずみ速度の大きな領域が存在することがGNSS観測の結果から知られている。しかし、このせん断ひずみ速度に対応する明瞭な活断層は認められておらず、地下深部のすべり(断層運動)によって地表で大きな変形が生じているとも考えられる。そこで、本研究では、せん断帯周辺の地殻変動を明らかにするために、2016年2月に同せん断帯を南北に横切るような配置で10か所のGNSS観測点を構築し、同年の3月から観測を開始した。約2年間に渡って取得したデータを解析した結果、せん断帯付近の深さ約16km以深において、12.4-14.3mm/yrの速度で左横ずれの深部すべりが起こっていることが明らかになった。
末岡 茂; 小松 哲也; 松四 雄騎*; 代永 佑輔; 佐野 直美; 平尾 宣暁*; 植木 忠正; 藤田 奈津子; 國分 陽子; 丹羽 正和
no journal, ,
宇宙線生成核種法を用いて、宮崎県日向市沿岸に分布する海成侵食段丘の離水年代を推定した。試料は、段丘面上で掘削したピットで観察された、基盤岩上面の礫層から採取した。段丘面の離水後に被覆層が一定速度で堆積したと仮定すると、
Be濃度の測定値はMIS5aの離水と整合的となった。今後は、構成物質の密度の検討や、異なる深度におけるBeの測定により、年代推定の確度を向上させる予定である。
福田 将眞*; 末岡 茂; Kohn, B. P.*; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*
no journal, ,
島弧スケールでの隆起・削剥史の解明を目的として、東北日本弧の南部に引き続き、北部でも熱年代学的研究を実施した。アパタイト(U-Th)/He年代は88.6-0.9Ma、アパタイトFT年代は138.0-2.0Ma、ジルコン(U-Th)/He年代は83.9-7.4Maを示した。南部と同様に北部でも、前弧側・奥羽脊梁山地・背弧側の間で、熱史のコントラストが検出された。一方、前弧側では南部より古い年代が得られた、背弧側で非常に若い年代が得られた地点がある、一部の試料で年代値の逆転が見られた、等の違いも観察された。
横山 立憲; 三ツ口 丈裕; 末岡 茂
no journal, ,
近年、SIMSやLA-ICPMSなどの発展により、数十
m以下の分解能で高精度な年代測定が可能になった。例えば、LA-ICPMSによるU-Pb年代測定法は、ジルコン, アパタイト, モナザイトといったU濃度が高い重鉱物から比較的U濃度の低いカルサイトまで、適用できる鉱物種が拡がりつつある。このような微小領域年代測定法により、岩体を構成している微小鉱物及びその内部に見られる累帯構造の年代測定が可能になり、その結果、鉱物を形成した起源物質の経時的な組成変化が解明され、更に熱履歴を復元できる可能性がある。日本原子力研究開発機構東濃地科学センター 土岐地球年代学研究所では、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する技術開発の一環として、地質環境の長期安定性評価に係る編年技術の整備を進めている。地質環境の長期的な変遷の解明には、複合的な年代学的アプローチが重要となる。本発表では、特に地質環境の長期安定性評価に係る研究開発として、カルサイトや若いジルコンのU-Pb年代測定及びテフラ同定のための元素分析について、その整備・開発の現状と今後の展望について紹介する。
村上 裕晃; 渡辺 勇輔; 福田 健二; 岩月 輝希
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分では、施設閉鎖後の地質環境を想定して安全評価が行われるため、大規模地下施設の建設から閉鎖に伴い地下水の水圧・水質が変化する掘削擾乱領域は重要な研究課題であるが、地下施設の建設前から閉鎖後まで地下水モニタリングを行った事例は国内外において極めて少ない。我々は、瑞浪超深地層研究所の建設前から操業中に取得した地下水の水質・水圧変化に関するデータを用い、地下施設の閉鎖後モニタリングの留意点について検討した。地下施設の建設と操業の影響を受けて地下水の供給源が変化する地点では、地下施設閉鎖後の水圧回復に伴い、再び地下水の供給源が変化すると予想される。つまり、施設閉鎖後の地下水環境の回復過程を把握するためには、地下水の供給源が変化している地点を選び、対象となる地層の分布範囲を把握した上で閉鎖後モニタリングを行うことが重要であると言える。
日浦 祐樹; 小松 哲也; 須貝 俊彦*
no journal, ,
数値地形解析に基づく海底段丘判読の高度化を検討した。数値地形解析を日本列島の18海域を対象に行い、数値地形解析に基づく判読結果とアナグリフ画像判読の結果とを比較すると、数値地形解析から新たに海底段丘を判読することができた場と数値地形解析のみでは海底段丘を判読することが困難であった場が存在した。大まかに言えば、前者に相当する場は、傾斜1
未満の斜面であり、後者に相当する場は、(1)1本の測線で地形断面を代表させられる解析領域を設定できない、つまり複雑な地形形状をとる場や、(2)深度・面積変化が相対的に小さいため、深度方向の面積変化のピークがはっきりしない、例えば、傾斜数以上の斜面に複数段の海底段丘が分布するような場であった。そのため、傾斜1以上の斜面が広がる大陸棚における海底段丘判読では、アナグリフ画像判読に地形解析を組み合わせた手法の適用が望ましいと結論づけられる。
小形 学; King, G.*; Herman, F.*; 末岡 茂
no journal, ,
Multi-OSL熱年代法は、過去10-20万年の低温領域の熱履歴を推定できる方法として近年提唱されている。対象鉱物となる長石は地殻浅部の多くの岩石に普遍的に含まれるため、岩種による制約も少なく、10万年スケールの侵食史の復元に有効だと期待できる。OSL熱年代法の適用は、ルミネッセンス信号が数十万年で飽和するため、露頭試料においては侵食速度の速い地域に制限される。そのため、先行研究のほとんどは、侵食速度が数mm/yearを超える地域で行われている。しかし、大深度ボーリングコアを用い、ルミネッセンス信号が飽和していない地下深部の試料を利用することで、侵食速度の遅い地域にも適用できる可能性がある。本研究では、ボーリングコアを用い、比較的侵食速度が遅い地域に対してMulti-OSL熱年代法を適用し、利用可能性を評価した。試料には、美濃高原で掘削されたボーリングコアを用いた。全ての試料で、約10万年前から現在までほぼ温度が変化しないというOSL熱年代結果が得られ、この地域の予想侵食速度と整合的となった。本研究により、大深度ボーリングコアを用いることで、侵食速度が遅い地域にもOSL熱年代が適用できる可能性が示された。
丹羽 正和; 島田 耕史
no journal, ,
火山・火成活動、地震・断層活動、隆起・侵食などの自然現象の変動の履歴や現象プロセスを明らかにするための新たな年代測定手法の開発のため、石英の水和反応に着目した検討を行った。温度・圧力を一定時間制御した花崗岩石英の水熱実験、および水和層厚さ推定のための二次イオン質量分析による水素イオン濃度の深さ方向の計測の結果、水和反応の拡散係数は、既往研究による考古学試料や人工の石英結晶から得られたそれと調和的な値を示した。今後、様々な形状を持つ試料に対して水素イオン濃度を精度よく測定する手法を構築することにより、考古学試料のみならず地質試料に対しても石英の水和層厚さを用いた年代測定手法が適用できるようになる可能性がある。
中西 利典; 小松 哲也; 小形 学; 細矢 卓志*; 加賀 匠*
no journal, ,
内陸部の河成段丘の乏しい地域において適用できる河川下刻速度の推定手法の一つに、環流旧河谷に着目した方法(安江ほか、2014)が提示されている。本研究開発では、離水時期の編年と他の環流旧河谷への適用性を検証するため、紀伊半島で研究開発を実施した。穿入蛇行河川跡である環流旧河谷を対象に、長石を用いた光ルミネッセンス年代測定(pIRIR)に適した試料の採取と旧河床高度の認定を目的として、3か所の環流旧河谷でボーリングコアを4地点で掘削した。環流旧河谷の形成時期を制約するために、上述の掘削地点の下流の河成段丘1地点で露頭調査を実施した。過去の侵食基準面となった河口付近の海成段丘の編年を目的として、低地縁辺の海成段丘を構成する露頭を調査した。環流旧河谷で本流の河成砂層によって形成されたと考えられる円礫まじりの砂礫層が得られたのは、1か所のみであった。あとは風化皮膜の発達した角礫を含む砂礫層が主体で、堆積段丘として形成された可能性がある。環流旧河谷中に残された平坦面と、その地下に埋もれた旧河床の高度差が50mを越える箇所がみつかった。これは、環流旧河谷の平坦面の標高から旧河床の高さを推定することは難しいことを示す。
立石 良*; 島田 耕史; 植木 忠正; 清水 麻由子; 小松 哲也; 末岡 茂; 丹羽 正和; 安江 健一*; 石丸 恒存
no journal, ,
活断層は、現在の地形及び第四紀の被覆層の変位・変形により認定される。しかし、第四紀の被覆層が存在しない場合、そこにある断層が活断層であるかそうでないかの決定は非常に困難となる。本研究では、国内における活断層と非活断層の断層ガウジの化学組成データを変量とした多変量解析を行い、断層活動の有無の判別を試みた。その結果、活断層41試料と非活断層16試料の2群を、化学組成から正確に分ける一次式が複数得られた。更に、これらの一次式に共通する元素の組合せから、活断層と非活断層の違いを表す元素を6つに絞ることができた。この6元素は、今後「なぜ活断層と非活断層の断層ガウジの化学組成が異なるのか」という本質的議論の鍵となる可能性がある。
佐藤 達彦; 片岡 龍峰*; 塩田 大幸*; 久保 勇樹*; 石井 守*; 保田 浩志*; 三宅 晶子*; Park, I.*; 三好 由純*
no journal, ,
原子力機構は、科学研究費補助金(科研費)新学術領域PSTEPの枠組みで、巨大な太陽フレアが発生した場合の航空機高度における被ばく線量を推定・予報するシステムWASAVIESの開発を進めている。本発表では、その開発の現状、特に最近開発したリアルタイム自動解析アルゴリズムについて紹介する。自動解析アルゴリズムでは、GOES衛星により観測した陽子フラックスと地上中性子モニタ計数率を5分間隔でダウンロードし、あらかじめ計算しておいたいくつかの太陽フレアのパターンから最適なものを選択する。その精度は、21世紀に発生した複数の太陽フレアイベントにより検証されている。WASAVIESは、情報通信研究機構のウェブサイトより3月に公開される予定である。
新里 忠史; 渡辺 貴善; 三田地 勝昭*; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 阿部 寛信
no journal, ,
東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故(以下、1F事故)に由来する放射性物質のうち、
Cs(以下、Cs)は半減期が約30年と長く、今後長期にわたり分布状況をモニタリングし、その影響を注視していく必要がある。本論では、福島県阿武隈山地の森林域でこれまでに実施してきた林内の移動観測及び林外への流出観測の結果を整理し、今後の課題を考察する。観測地は阿武隈山地の森林計6地点である。林内のCs移動と林外への流出を同時観測する地点として、生活圏に隣接するコナラ林とスギ林の未除染地を各1地点選定した。林外への流出観測地として、山岳地、コナラ林の除染地、林野火災跡地と非延焼地のスギ林に各1地点を設定した。2013年以降の5年間にわたる観測結果から、いずれの森林環境においてもCs移動と流出率は最大数%であり、1F事故からの経過年数とともに低下する傾向にあることから、Csは今後とも林内に留まる傾向にあると考えられる。また、スギ林内におけるCs存在量の約9割が地下部のリター層と土壌層に存在し、地下部では1F事故からの経過とともに、リター層から土壌表層にCs存在量の重心が移動していた。ただし、林床のCs存在量の約70-80%が土壌表層0-6cmに分布していた。以上の結果は、森林内のCs分布が、栄養分の吸収を担う樹木細根の分布と類似していることを示しており、林内での移動や林外への流出が限定的であることを踏まえると、今後は林床から林産物へのCs移行プロセス解明とフラックス算出が中心課題と考えられる。
大澤 幸太*; 新里 忠史; 三田地 勝昭*; 川村 淳*; 大川 真弘*
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の事故により山地森林内に沈着した放射性セシウムの林外への移動は、森林斜面から渓流等の小河川に流入する懸濁物による運搬過程が主要であると考えられている。そのため、自然環境中の放射性セシウムの移動や分布の変化を評価するうえで、山地森林内における小河川の河床形状や土砂の堆積量の変化を詳細に把握することは重要な課題である。本研究では、撮影画像から立体構造を復元するSfM(Structure from Motion)およびMSV(Multi View Stereo)技術(以降SfM/MSV)について、これまで前例のない小流域河川の水面下における河床形状の復元に適用した。その結果、薄暮時に青色フィルタと投光器を用いて撮影した画像の解析では、堆積した落ち葉や枝などが復元されており、細かな河床形状や変化を把握することが可能であった。一方で、日中に通常撮影した画像と同じく、水深が増加するに伴い水深の復元性は一様に悪くなり、水深20-25cmでは実測値の73%、水深10-15cmでは実測値の93%の復元性となった。これは水面における光の屈折などの影響と考えられ、補正方法や撮影方法が今後の検討課題である。
福田 健二; 村上 裕晃; 板井 香織*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣
no journal, ,
花崗岩に代表される結晶質岩中では、地下水は主に割れ目を移動するが、地下水中の溶存物質は濃度勾配により割れ目周辺の岩盤へ拡散(マトリクス拡散)し、溶存物質の移動が遅延される。そのため、マトリクス拡散現象は岩盤中における元素の物質移行挙動を評価する上で重要な現象である。本研究では、土岐花崗岩および日本各地の花崗岩(稲田花崗岩, 万成花崗岩, 丹沢石英閃緑岩, 武節花崗岩, 黒髪岩体)の合計13試料を対象に透過拡散試験を実施し、健岩部におけるマトリクス拡散の拡散速度(実効拡散係数)と薄片観察より求めた空隙率の関係性について検討した。空隙率(P
)が1%を超える試料についてみると、空隙率(P)とウラニンの実効拡散係数には、正の相関があるように見受けられる。
小松 哲也; 日浦 祐樹; 高橋 尚志*; 舟津 太郎*; 村木 昌弘*; 木森 大我*; 須貝 俊彦*
no journal, ,
大陸棚にみられる段丘地形、いわゆる海底段丘は氷河性海水準変動に伴う侵食・堆積により形成され、現在は海面下に分布している地形であると考えられている。このことを前提とすると、海底において隆起・沈降が生じている場合、その痕跡は連続した海底段丘の深度分布パターンにあらわれることが予想される。本研究では、そのような仮説を検証することを目的として、海底段丘とMIS 5eの海成段丘を投影断面図上に示し、両者の高度分布パターンの比較を行った。
佐々木 祥人; 新里 忠史; 三田地 勝昭*; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善
no journal, ,
東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故により放出された放射性セシウムのうち、7割近くが森林に沈着した。それらは、森林内に留まるものと考えられる。生物に取り込まれやすい溶存態放射性セシウムの発生源の一つであると考えられるリター等の有機物からの放射性セシウムの溶出については、未解明な部分が多い。本報告では、落葉広葉樹の有機物の分解度合の違いにおける溶存態放射性セシウムの移行挙動について調査した結果について報告する。福島県内の落葉広葉樹林で採取したリターを用いて分解度合の異なる有機物を作り、そこから溶出する溶存態放射性セシウムの溶出率を比較した。分解度合の異なる有機物(リター, 腐葉土, 腐植)から溶出してきた溶存態放射性セシウムの溶出率は、リターが最も高く、分解が進んだ腐葉土, 腐植においてはリターの溶出率の1/10程度になっていた。このことから林床における有機物からの溶存態放射性セシウムの溶出においては、その分解段階により溶出しやすさが異なることが明らかになった。
小林 侑生*; 末岡 茂; 福田 将眞*; Kohn, B. P.*; 横山 立憲; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*
no journal, ,
南部フォッサマグナ地域は、本州弧と伊豆弧の衝突帯である。中期中新世以降、伊豆弧の地殻ブロックによる最大4回の衝突イベントにより、本地域の地質構造は改変されてきたと考えられているが、各衝突イベントの時期や影響については議論の余地がある。本研究では、本地域の山地の隆起・削剥史の解明を目的として、熱年代学的手法(アパタイトフィッション・トラック法, アパタイト(U-Th)/He法, ジルコンU-Pb法)による検討を行った。アパタイトフィッション・トラックデータを基にした熱史逆解析や、アパタイト(U-Th)/He年代測定の結果によれば、関東山地南部と奥秩父地域では約3Ma、関東山地北部と身延地域では約1Maの急冷イベントが認められた。これらの急冷イベントは、丹沢ブロックと伊豆ブロックの衝突時期に対応しており、これらの衝突イベントに関連している可能性がある。
梶田 侑弥*; 末岡 茂; 福田 将眞*; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; Kohn, B. P.*; 横山 立憲; 田上 高広*
no journal, ,
東北日本弧前弧域の北上山地と阿武隈山地における隆起・削剥史の定量的解明を目的として、熱年代学(アパタイトフィッション・トラック法, アパタイト(U-Th)/He法, ジルコンU-Pb法)による検討を実施した。北上山地においては、アパタイトフィッション・トラック年代は東に向かって古くなる傾向を示した一方で、アパタイト(U-Th)/He年代は最も西側の一点を除いて約40Maで一定の値を取っており、隆起様式が時間変化した可能性が示唆された。阿武隈山地では、畑川構造線より西側で若い冷却年代が得られ、畑川構造線に沿った上下変位の影響が考えられる。
笹尾 英嗣; 湯口 貴史*; 石橋 正祐紀
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、花崗岩などの結晶質岩では割れ目が地下水流動や物質移動の経路になることから、その分布を知ることが重要である。岐阜県南東部に分布する土岐花崗岩では、花崗岩冷却過程で生じる諸現象が地下水や物質の移行経路の形成・発達に果たす役割がある可能性が示唆されている。そこで、本研究ではこれまでの研究成果に基づいて、花崗岩冷却過程と地下水および物質移行経路形成の関係を検討した。その結果、土岐花崗岩体においては、冷却速度が遅いものの、局部的な冷却過程が不均一である箇所において割れ目頻度が高いことがわかった。斜長石中の微視的空隙については、黒雲母の変質と一連の反応として生じ、この反応を引き起こした熱水は、割れ目充填鉱物の方解石を沈殿させた熱水と同一のものであると考えられた。これらの点より、地下水の移動経路である割れ目や物質移行経路の一つである斜長石中の微視的空隙は花崗岩冷却過程において形成されたものであり、花崗岩冷却過程を検討することによってこれら移行経路の分布をより良く理解できる可能性が示された。
release from volcanic ash soils永野 博彦; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
no journal, ,
地球温暖化は土壌水分の季節変動を増大させる可能性がある。また、温度と水分は、陸域生態系の主要な炭素フラックスである土壌のCO放出に大きく影響する。しかし、気温が上昇し水分変動が増大した環境における土壌のCO放出挙動に関する我々の理解は、陸域炭素循環の将来的な温暖化に対するフィードバックを予測するには不十分である。本研究では、温度上昇と水分変動増大が火山灰土壌のCO放出に及ぼす複合的影響を明らかにするための培養実験を行っている。火山灰土壌は日本の主要な土壌であり、土壌有機物として炭素を安定化させる能力が高いと期待されている。土壌を20Cで培養したとき、水分変動条件下でのCO放出は、水分一定条件での放出よりも最大50%大きかった。しかし、30Cでの培養では、水分変動条件におけるCO放出の増大分が10%以下にまで減少した。30Cにおける放出の20Cにおける放出に対する比、Q10を比較すると、水分変動条件でのQ10(1.3-1.5)は、水分一定条件におけるQ10(1.5前後)と同等かそれよりも低かった。これらの予備的結果は、温度が上昇し水分変動が増大した環境での土壌CO放出を汎用的なCO放出モデル(いわゆるQ10モデル)を用いて予測するためには、モデルに設定されたQ10値や基礎放出量の修正が必要である可能性を示唆している。実験は現在も進行中であり、会議では追取得されるデータに基づき更なる考察を行う予定である。