(57)【要約】  ミュオグラフィーを用いた火山の監視において火山の山体の状態変化によるミュオグラフィーデータの変動を検出する。検出器（１１）は、監視対象の火山の山体を通過したミューオンを検出可能に構成される。制御部（１３）は、検出器（１１）のミューオン検出の指向方向を制御する。傾斜計（１２）は、監視対象の火山の山体の状態を検出し、検出結果を出力する。解析部（１４）は、検出器（１１）で検出されたミューオンのフラックスと、ミューオンのフラックスを検出したときの検出器（１１）の指向方向と、傾斜計（１２）での検出結果と、に基づいてミュオグラフィーデータを取得する。
2020194577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象の火山の山体を通過したミューオンを検出可能な検出器と、
前記検出器のミューオン検出の指向方向を制御する制御部と、
前記監視対象の火山の山体の状態を検出し、検出結果を出力する第１のセンサと、
前記検出器で検出された前記ミューオンのフラックスと、前記ミューオンのフラックスを検出したときの前記検出器の指向方向と、前記第１のセンサでの前記検出結果と、に基づいてミュオグラフィーデータを取得する解析部と、を備える、
火山監視システム。
【請求項２】
前記第１のセンサは、前記監視対象の火山の山体表面の傾斜を検出する傾斜計であり、
前記解析部は、前記ミューオンが前記監視対象の火山の山体を通過した距離を、前記傾斜計が検出した傾斜量を用いて推定する、
請求項１に記載の火山監視システム。
【請求項３】
前記解析部は、前記傾斜計が検出する傾斜が基準値よりも大きくなった場合に、ミュオグラフィーデータを取得する、
請求項２に記載の火山監視システム。
【請求項４】
前記第１のセンサは、前記監視対象の火山の山体表面に設置され、設置された位置での重力を検出する重力計であり、
前記解析部は、前記ミューオンが通過した経路の山体の密度の変化を、前記重力が検出した重力の値に基づいて推定する、
請求項１に記載の火山監視システム。
【請求項５】
前記解析部は、前記重力計が検出する重力が基準値よりも変化した場合に、ミュオグラフィーデータを取得する、
請求項４に記載の火山監視システム。
【請求項６】
前記監視対象の火山の山体の状態を検出し、検出結果を出力する第２のセンサをさらに備え、
前記第２のセンサは、前記監視対象の火山の山体表面に設置され、設置された位置での重力を検出する重力計であり、
前記解析部は、前記ミューオンが通過した経路の山体の密度の変化を、前記重力が検出した重力の値に基づいて推定する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の火山監視システム。
【請求項７】
前記解析部は、前記重力計が検出する重力が基準値よりも変化した場合に、ミュオグラフィーデータを取得する、
請求項６に記載の火山監視システム。
【請求項８】
前記監視対象の火山の山体の状態に影響を与えるイベントを検出する第３のセンサを備え、
前記第３のセンサが前記イベントの発生を検出した場合に、前記解析部はミュオグラフィーデータを取得する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の火山監視システム。
【請求項９】
前記第３のセンサは、海の潮位を検出する潮位計、津波の発生を検出する津波検出システム、地震の発生を検出する地震計、及び、前記監視対象の火山近傍の地殻変動を検出する地殻変動検出システムのいずれかである、
請求項８に記載の火山監視システム。
【請求項１０】
監視対象の火山の山体を通過したミューオンを検出可能な検出器のミューオン検出の指向方向を制御し、
前記監視対象の火山の山体の状態を検出し、
前記検出器で検出された前記ミューオンのフラックスと、前記ミューオンのフラックスを検出したときの前記検出器の指向方向と、検出した前記監視対象の火山の山体の状態と、に基づいてミュオグラフィーデータを取得する、
火山監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火山監視システム及び火山監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、地震計、重力計、火山の外周に設けたファイバセンサなどを用いて、火山の噴火予測や噴火後の火山の挙動を予測するための監視活動が行われている。【０００３】
特許文献１には、火山を通過した宇宙線ミューオンをミュオグラフィー技術によって観測し、監視要員等の人手を要することなく、火山噴火の原因であるマグマの地表への上昇を自動的に検知すると共に、マグマの変動状態を自動的に推定する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１７２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、単に火山をミュオグラフィーによって観察しているだけであり、山体の状態変化がミュオグラフィーに与える影響を考慮していない。そのため、ミュオグラフィーデータの変動が山体のいかなる状態変化によるものであるかを識別することは困難である。【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、ミュオグラフィーを用いた火山の監視において火山の山体の状態変化によるミュオグラフィーデータの変動を検出することを目的とする。【０００７】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様にかかる火山監視システムは、監視対象の火山の山体を通過したミューオンを検出可能な検出器と、前記検出器のミューオン検出の指向方向を制御する制御部と、前記監視対象の火山の山体の状態を検出し、検出結果を出力する第１のセンサと、前記検出器で検出された前記ミューオンのフラックスと、前記ミューオンのフラックスを検出したときの前記検出器の指向方向と、前記状態センサでの前記検出結果と、に基づいてミュオグラフィーデータを取得する解析部と、を有するものである。【０００９】
本発明の一態様にかかる火山監視方法は、監視対象の火山の山体を通過したミューオンを検出可能な検出器のミューオン検出の指向方向を制御し、前記監視対象の火山の山体の状態を検出し、前記検出器で検出された前記ミューオンのフラックスと、前記ミューオンのフラックスを検出したときの前記検出器の指向方向と、検出した前記監視対象の火山の山体の状態と、に基づいてミュオグラフィーデータを取得するものである。
【発明の効果】
【００１０】
一実施の形態によれば、ミュオグラフィーを用いた火山の監視において火山の山体の状態変化によるミュオグラフィーデータの変動を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかる火山監視システムの検出器、傾斜計、制御部及び解析部の配置例を示す図である。システムの構成例を説明するためのブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる火山監視システムの検出器、傾斜計、制御部及び解析部の配置例を示す図である。
【図３】傾斜の検出に基づいてミュオグラフィーデータを取得する手順を示す図である。
【図４】実施の形態２にかかる火山監視システムの構成を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態２にかかる火山監視システムの検出器、傾斜計、制御部及び解析部の配置例を示す図である。
【図６】重力の検出に基づいてミュオグラフィーデータを取得する手順を示す図である。
【図７】実施の形態３にかかる火山監視システムの構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１３】
実施の形態１
本実施の形態にかかる火山監視システムでは、ミュオグラフィー技術を用いている。ミュオグラフィーは、天空から降り注ぐ宇宙線ミューオンを線源としており、ミューオンの高い透過性を利用することで、観察対象物の内部を非破壊で観察・可視化することができる技術である。
【００１４】
ミュオグラフィーでは、観察対象物を通過したミューオンの数を、検出器を用いて測定する必要がある。検出器に入射するミューオンの経路は、検出器の天頂方向を基準軸とした場合の天頂角θと地平面における方位角φとを用いて表すことができる。観察対象物を通過したミューオンは、その飛行経路に存在する物質の密度に応じてエネルギー損失量が変化する。エネルギー損失が大きくなると、観察対象物の原子核による散乱によって飛行経路が大きく変化し、検出器から外れた飛行経路を辿ることになる。これはミューオン数の減少として観測される。
【００１５】
したがってミュオグラフィーでは、観察対象物を通過したミューオンの数を観測することで、観察対象物の内部を非破壊で調べることができる。具体的には、単位時間及び単位立体角あたりのミューオンのカウント数、すなわちフラックスを観測することで、観察対象物の内部を調べることができる。以下、本実施の形態にかかる火山監視システムについて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、実施の形態１にかかる火山監視システムの検出器、傾斜計、制御部及び解析部の配置例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる火山監視システム１は、検出器１１、傾斜計１２、制御部１３及び解析部１４を有する。
【００１７】
図２は、火山監視システム１の検出器１１、傾斜計１２、制御部１３及び解析部１４の配置例を示す図である。検出器１１、傾斜計１２、制御部１３及び解析部１４とは、例えば通信ケーブルによって通信可能に接続される。図２では、制御部１３及び解析部１４は、まとめて観測施設１０に設置されるものとしている。
【００１８】
検出器１１は、監視対象の火山１００の近傍に配置され、火山１００の山体を通過したミューオンを検出可能に構成される。検出器１１は、解析部１４にミューオンのフラックスに関する情報を示す検出信号ＤＥＴを解析部１４へ送信する。
【００１９】
検出器１１には、例えば、原子核乾板、シンチレータ、ガスタイプの検出器などを用いることができる。原子核乾板は、フィルム形状の検出器である。一例を挙げると、原子核乾板は、プラスチックのベースの上にＡｇＢｒの結晶とゼラチンで構成されるジェルを塗布した構造を持つ。このＡｇの結晶部分にミューオン（荷電粒子）の軌跡が残るように構成されている。また、原子核乾板を焦点深度を変えつつスキャニングし、各焦点深さで点として観測されるミューオンの痕跡を線として復元することで、ミューオンの入射方向を特定することができる。
【００２０】
シンチレータは、ミューオン（荷電粒子）がプラスチックなどの半透明な物質中を通過する際に発するシンチレーション光を利用する検出器である。シンチレーション光は、光電子増倍管を用いて増幅されて信号として取り出される。
【００２１】
ガスタイプの検出器は、気体中をミューオンが飛行するときに、気体を構成する分子が持つ電子がミューオンとのクーロン力相互作用によって分子から叩き出され、分子がイオン化する現象を利用して、ミューオンを検出する検出器である。叩き出された電子を強い外部電場で加速することで、増幅した電気信号を作り出すことができる。ガスタイプの検出器として、例えば、多線比例式検出器（ＭＷＰＣ：Multi-Wire Proportional Chamber）を用いることができる。また、ガスタイプの検出器は、検出器内部を通過したミューオンの空間的な位置情報を取得することができる。ミューオンの空間的な位置情報をリアルタイムで取得できる点を考慮すると、ガスタイプの検出器を用いることが好ましい。なお、本実施の形態において使用する検出器１１は上述の検出器に限定されることはなく、これら以外の検出器を用いてもよい。
【００２２】
傾斜計１２（第１のセンサとも称する）は、監視対象の火山１００の山体表面に設置され、山体表面の傾斜値を示す検出信号ＡＮＧを、解析部１４へ送信する。
【００２３】
制御部１３は、検出器１１へ制御信号ＣＯＮ１を出力して、検出器１１のミューオン検出の指向方向を制御する。また、制御部１３は、検出器１１のミューオン検出の指向方向がいずれの方向であるかを示す情報を、例えば制御信号ＣＯＮ２に含めて解析部１４へ送信する。
【００２４】
解析部１４は、検出器１１からの検出信号ＤＥＴと、検出信号ＤＥＴが出力されたときの検出器１１のミューオン検出の指向方向とを示す情報とに基づいて、監視対象の火山１００に設定された監視領域について所定の解像度を有するミュオグラフィーデータを取得する。
【００２５】
このミュオグラフィーデータは、監視領域を区分することで設定された複数の測定領域のそれぞれに測定したミューオンのフラックスの値を含むヒストグラムデータとして作成される。天空から飛来するミューオンは監視対象の火山１００の山体を通過して（図２の経路Ｐ）検出器１１に到達するので、山体の通過距離と監視対象の火山１００の土壌及び岩石の密度とによって、ミューオンのフラックスの実測値は観測点によって変化する。すなわち、山体の通過距離が長い、又は、火山の土壌及び岩石の密度が大きい場合には、検出器１１に到達するミューオンの数は少なくなる。火山の通過距離が短い、又は、火山の土壌及び岩石の密度が小さい場合には、検出器１１に到達するミューオンの数は多くなる。  
【００２６】
以下、図２を参照して、ミュオグラフィーと火山の山体形状の変化との関係について説明する。ミュオグラフィーで明らかとなるのは、ミューオンの通過経路の距離（長さ）をＬと、その通過経路上の山体の平均密度をρとしたときの密度長さρＬと、である。そこで、本実施の形態では、傾斜計によって山体の形状を把握してミューオンの通過経路の距離Ｌを求めることで、ミューオンの通過経路上の山体の平均密度、すなわち、山体内部の状態を確認することができる。
【００２７】
また、離れた２つのタイミングでミュオグラフィーデータを取得することで、山体の形状が変化したときに山体の密度が変化したか否かを確認することも可能となる。以下、具体的に説明する。
【００２８】
まず、第１のタイミングにて第１のミュオグラフィーデータを取得し、その後ある期間を経た第２のタイミングで再度第２のミュオグラフィーデータを取得する。
【００２９】
このとき、例えば、第１のタイミングと第２のタイミングとの間で、火山活動によって火山の山体形状が変化する場合が考えられる。このとき、傾斜計１２は、山体形状の変化を山体表面の傾斜の変化として検出することができる。図２では、第１のタイミングでの山体表面をＳＦ１として示し、第２のタイミングでの山体表面をＳＦ２として示している。
【００３０】
この例では、第２のタイミングでの山体は、第１のタイミングでの山体と比べて、裾野側の山体が外側へ向けて広がり、その結果、山体表面ＳＦ２の傾斜が山体表面ＳＦ１の傾斜よりも緩やかになっている。そのため、第２のタイミングにおいて検出器１１に入射するまでにミューオンが山体を通過する距離Ｌ２は、第２のタイミングにおいて検出器１１に入射するまでにミューオンが山体を通過する距離Ｌ１よりも長くなる。そのため、山体表面の傾斜が緩やかになった領域でのミューオンのフラックスは、第１のタイミングと第２のタイミングとの間で低下することとなる。
【００３１】
これにより、傾斜計１２が検出する傾斜値の変動を参照することで、解析部１４で取得した第２のミュオグラフィーデータに現れるミューオンのフラックスの低下が、山体形状の変化によるものであることが判別できる。よって、解析部１４は、傾斜値の変化及びミューオンのフラックスの変動量から、監視領域におけるミューオンの山体通過距離の増加分を推定することが可能となる。
【００３２】
同様に、山体形状の変化によってミューオンのフラックスが上昇した場合には、傾斜値の変化及びミューオンのフラックスの変動量から、監視領域におけるミューオンの山体通過距離の減少分を推定することが可能となる。
【００３３】
すなわち、本構成によれば、傾斜値の変化及びミューオンのフラックスの変動量から、監視領域におけるミューオンの山体通過距離の変化を推定することが可能となる。
【００３４】
また、上述したように、山体の状態変化を捉えるには、少なくとも異なる２つのタイミングでミュオグラフィーデータを２回取得し、比較する必要がある。しかしながら、山体の変化が生じていない場合に２回目のミュオグラフィーデータを取得した場合、当然に山体の状態変化を捉えることはできない。そのため、２回目のミュオグラフィーデータは、山体の状態に変化が生じた蓋然性が高い場合に取得されることが望ましい。
【００３５】
そこで、傾斜計１２で検出された傾斜に基づいて、２回目のミュオグラフィーデータを取得してもよい。図３に、傾斜の検出に基づいて２回目のミュオグラフィーデータを取得する手順を示す。傾斜計１２が基準値以上の傾斜の変化を検出した場合（図３のステップＳ１１）に、検出結果を制御部１３に自動的に通知する（図３のステップＳ１２）。この場合、制御部１３は傾斜計１２の通知に応じて、検出器１１及び解析部１４を制御して、２回目のミュオグラフィーデータを取得する（図３のステップＳ１３）ことが可能となる。これにより、より確実に監視対象の火山１００の山体の状態変化を検出することが期待できる。
【００３６】
ここでは、傾斜計１２が基準値以上の傾斜が生じたことを制御部に通知するものとして説明したが、傾斜計１２から出力された傾斜の測定値を制御部１３が監視し、基準値以上の傾斜が生じたかを制御部１３が判定してもよい。なお、図２では、傾斜計から出力される信号を破線矢印で示した。
【００３７】
実施の形態２
実施の形態２にかかる火山監視システムについて説明する。図４に、実施の形態２にかかる火山監視システム２の構成を模式的に示す。火山監視システム２は、実施の形態１にかかる火山監視システム１の傾斜計１２を重力計に置換した構成を有する。この例では、２つの重力計２２Ａ及び２２Ｂ（それぞれ第１のセンサとも称する）がミューオンの通過経路に沿って配置される例について説明する。
【００３８】
図５は、火山監視システム２の検出器１１、制御部１３、解析部１４、重力計２２Ａ及び２２Ｂの配置例を示す図である。本実施の形態では、重力計２２Ａ及び２２Ｂが、山体表面ＳＦ上で、標高が高い位置から低い位置に向かってに整列して配置される。重力計２２Ａ及び２２Ｂは、それぞれ検出した重量の値を示す信号Ｇ１及びＧ２を、解析部１４へ送信する。
【００３９】
以下、図５を参照して、ミュオグラフィーと火山の密度の変化との関係について説明する。本実施の形態では、重力計が設置場所における重力を測定することで、設置場所直下の山体の密度ρをピンポイントで特定することが可能である。よって、ミューオンの通過経路の距離（長さ）Ｌが未知の場合であっても、複数の重力計によって得られる複数箇所の離散的な密度ρの値を用い、実施の形態１で説明した傾斜計を用いたミュオグラフィー得られる密度長さρＬからミューオンの通過経路の距離（長さ）Ｌを推定することができる。すなわち、重力計による局所的な密度ρを取得することで、ミューオンの通過経路の平均密度ではなく、重力計の設置箇所ごとに密度ρを詳細に推定することが可能となる。
【００４０】
なお、傾斜計と重力計とを組み合わせて用いる場合、傾斜計及び重力計の一方を第１のセンサとも称し、他方を第３のセンサとも称する。
【００４１】
また、離れた２つのタイミングでミュオグラフィーデータを取得することで、山体の形状が変化したときに山体の密度が変化したか否かを確認することも可能となる。実施の形態１と同様に、まず、第１のタイミングにて第１のミュオグラフィーデータを取得し、その後ある期間を経た第２のタイミングで再度第２のミュオグラフィーデータを取得する。
【００４２】
このとき、例えば、第１のタイミングと第２のタイミングとの間で、火山活動によって火山の内部構造が変化し、山体の密度分布が変化することが考え得る。このとき、重力計２２Ａ及び２２Ｂが検出する重力の値は、重力計２２Ａ及び２２Ｂが設置された位置の下方の山体密度の変化に応じて変化することとなる。
【００４３】
第２のタイミングにおいて重力計が測定した重力が第１のタイミングにおいて同じ重力計が測定した重力よりも小さくなった場合には、重力計の下方の山体の密度が小さくなったことが推定できる。一方で、第２のタイミングにおいて重力計が測定した重力が第１のタイミングにおいて同じ重力計が測定した重力よりも大きくなった場合には、重力計の下方の山体の密度が大きくなったことが推定できる。
【００４４】
これにより、重力計が検出する重力の値の変動を参照することで、解析部１４で取得した第２のミュオグラフィーデータに現れるミューオンのフラックスの変化が、ミューオンの山体通過経路の密度変化によるものであることが判別できる。よって、解析部１４は、重力計が設置された位置の下方の重力変化とミューオンのフラックスの変動量から、監視領域におけるミューオンの山体通過経路上の密度変化、すなわち山体の内部構造に変動が生じたことを検出することが可能となる。
【００４５】
また、本実施の形態におけるように、ミューオンが監視対象の火山１００の山体を通過する経路上に複数の重力計（図４の重力計２２Ａ及び２２Ｂ）を設けることで、ミューオンが山体を通過する経路における山体の密度分布を推定することも可能である。なお、ここでは、２つの重力計を設ける構成について説明したが、重力計は１つでもよいし、３つ以上の重力計を設けてもよいことは、言うまでもない。
【００４６】
実施の形態１と同様に、山体の状態変化を捉えるには、少なくとも異なる２つのタイミングでミュオグラフィーデータを２回取得し、比較する必要がある。そこで、重力計２２Ａ及び２２Ｂで検出された重力に基づいて、２回目のミュオグラフィーデータ取得を取得してもよい。図６に、重力の検出に基づいて２回目のミュオグラフィーデータを取得する手順を示す。重力計２２Ａ及び２２Ｂの一方又は両方が基準値以上の重力の変化を検出した場合（図３のステップＳ２１）に、検出結果を制御部１３に自動的に通知する（図３のステップＳ２２）。この場合、制御部１３は重力計２２Ａ及び２２Ｂの一方又は両方からの通知に応じて、検出器１１及び解析部１４を制御して、２回目のミュオグラフィーデータを取得する（図３のステップＳ２３）ことが可能となる。これにより、より確実に監視対象の火山１００の山体の状態変化を検出することが期待できる。
【００４７】
ここでは、重力計２２Ａ及び２２Ｂが基準値以上の重力の変化が生じたことを制御部に通知するものとして説明したが、重力計２２Ａ及び２２Ｂから出力された重力の測定値を制御部１３が監視し、基準値以上の重力の変化が生じたかを制御部１３が判定してもよい。なお、図４では、重力計２２Ａ及び２２Ｂから出力される信号を破線矢印で示した。
【００４８】
実施の形態３
実施の形態３にかかる火山監視システムについて説明する。傾斜計や重力計と協働することで、火山の山体の状態変化の検出について説明した。そのためには、少なくとも異なる２つのタイミングでミュオグラフィーデータを２回取得し、比較する必要がある。しかしながら、山体の変化が生じていない場合に２回目のミュオグラフィーデータを取得した場合、当然に山体の状態変化を捉えることはできない。そのため、２回目のミュオグラフィーデータは、山体の状態に変化が生じた蓋然性が高い場合に取得されることが望ましい。
【００４９】
そのため、本実施の形態では、上述の実施の形態にかかる火山監視システムが、山体の状態の変化を生じさせる現象を検出する他の検出器からの信号に応じてミュオグラフィーを検出する例について説明する。
【００５０】
図７に、実施の形態３にかかる火山監視システム３の構成を模式的に示す。火山監視システム３は、実施の形態１にかかる火山監視システム１に、潮位計３１、津波検出システム３２、地震計３３及び地殻変動検出システム３４（それぞれ第３のセンサとも称する）を組み合わせた構成を有する。
【００５１】
以下、火山監視システム３の制御部１３は、有線又は無線を含む通信手段（通信ネットワーク）を介して、潮位計３１、津波検出システム３２、地震計３３及び地殻変動検出システム３４と通信可能に構成される。
【００５２】
潮位計３１は、例えば、監視対象の火山１００に近い海岸の沖合に設置されており、制御部１３に測定した潮位を示す信号を送信する。
【００５３】
津波検出システム３２は、例えば、潮位計（上記の潮位計３１であってもよい）などを用いて沖合での津波の発生を検出し、検出結果を示す信号を制御部１３へ送信する。
【００５４】
地震計３３は、例えば監視対象の火山１００の近傍に設置され、火山性地震を検出し、検出結果を示す信号を制御部１３へ送信する。
【００５５】
地殻変動検出システム３４は、例えば監視対象の火山１００の周囲に電気ケーブル又は光ファイバーケーブルを敷設して、ケーブルを導通する信号を監視することで敷設した領域の地殻の変動を検出するものとして構成される。地殻変動検出システム３４は、所定の基準値以上の地殻変動を検出した場合、検出結果を示す信号を制御部１３へ送信する。
【００５６】
制御部１３は、潮位計３１、津波検出システム３２、地震計３３及び地殻変動検出システム３４の少なくとも１つから信号を受信した場合、実施の形態１と同様にミュオグラフィーデータを取得する。そして取得したミュオグラフィーデータを第２のタイミングで取得した第２のミュオグラフィーデータとして用い、以前に取得していた第１のタイミングにおける第１のミュオグラフィーデータと比較し、山体の状態変化を検出する。
【００５７】
以下、他の検出器との協働による利点について説明する。潮位計３１が設置された位置で基準値よりも大きな潮位の変化が観測された場合、その付近で潮位の変動の原因となる海底地震又は地殻変動が生じたことが推定できる。この場合、海底地震又は地殻変動が監視対象の火山１００の山体の状態に影響する可能性がある。そこで潮位が大きく変化したことを制御部１３へ通知することで、山体の状態に変化が起きた可能性が高いタイミングでミュオグラフィーデータを取得することが可能となる。
【００５８】
また、津波検出システム３２が沖合で津波の発生を検出した場合、その津波は沖合で発生した海底地震によるものであることが推定できる。この場合、海底地震が監視対象の火山１００の山体の状態に影響する可能性がある。そこで津波が発生したことを制御部１３へ通知することで、山体の状態に変化が起きた可能性が高いタイミングでミュオグラフィーデータを取得することが可能となる。
【００５９】
さらに、地震計３３が監視対象の火山１００の近傍での地震の発生を検出した場合、その地震が監視対象の火山１００の山体の状態に影響する可能性がある。そこで地震が発生したことを制御部１３へ通知することで、山体の状態に変化が起きた可能性が高いタイミングでミュオグラフィーデータを取得することが可能となる。
【００６０】
さらにまた、地殻変動検出システム３４が監視対象の火山１００の近傍での地殻変動を検出した場合、その地殻変動が監視対象の火山１００の山体の状態に影響する可能性がある。そこで地殻変動が発生したことを制御部１３へ通知することで、山体の状態に変化が起きた可能性が高いタイミングでミュオグラフィーデータを取得することが可能となる。
【００６１】
ファイバーセンシングの場合には光ファイバーそのものがセンサとして機能するので、例えば監視対象の火山１００の山麓を取り囲むように一周以上光ファイバーを周回させることで、人体におけるＣＴスキャンと類似のセンサ配置を実現することができる。この場合、火山性微動が生じると、光ファイバーより内側の山体内部の地層境界から地震反射波が観測できるので、地層状態のトモグラフィが可能となる。このトモグラフィの情報とミュオグラフィーによって取得した山体の密度長さρＬの情報とを組み合わせることで、山体内部の詳細な密度分布を再構成することができる。
【００６２】
以上、本構成によれば、潮位計３１、津波検出システム３２、地震計３３及び地殻変動検出システム３４などの他の検出器を用いることで、監視対象の火山１００の山体の状態に影響を与える可能性が高いイベントが発生したときに、ミュオグラフィーデータを取得することが可能となる。これにより、より確実に監視対象の火山１００の山体の状態変化を検出することが期待できる。
【００６３】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態にかかる火山監視方法については、上述した火山監視システムの動作と同様であるので重複した説明は省略する。本実施の形態にかかる火山監視方法により、火山の状態変化を容易に検出できることは、言うまでもない。
【００６４】
実施の形態１にかかる傾斜計と実施の形態２にかかる重力計とは、一方だけでなく、両方とも設けた構成としてもよい。
【００６５】
実施の形態３では、第３のセンサとして、潮位計、津波検出システム、地震計及び地殻変動検出システムを挙げたが、これらは例示に過ぎない。第３のセンサとしては、監視対象の火山の山体の状態に影響を与えるイベントを検出する他のセンサを用いてもよい。
【００６６】
実施の形態３では、実施の形態１にかかる火山監視システムに潮位計、津波検出システム、地震計及び地殻変動検出システムを追加したものとして説明したが、実施の形態２にかかる火山監視システムに潮位計、津波検出システム、地震計及び地殻変動検出システムを追加した構成としてもよい。また、潮位計、津波検出システム、地震計及び地殻変動検出システムはその全てが追加される必要はなく、そのうちの１つ又は一部のみが追加された構成としてもよいことは、言うまでもない。
【００６７】
以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００６８】
１〜３  火山監視システム  
１０  観測施設
１１  検出器
１２  傾斜計
１３  制御部
１４  解析部
２２Ａ、２２Ｂ  重力計
３１  潮位計
３２  津波検出システム
３３  地震計
３４  地殻変動検出システム
１００  監視対象の火山
ＣＯＮ１、ＣＯＮ２  制御信号
ＤＥＴ  検出信号
【図１】
2020194577.tif 000003
【図２】
2020194577.tif 000004
【図３】
2020194577.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020194577.tif 000008
【図７】
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【国際調査報告】
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