国際高等研フェロー研究会「京大地球物理学研究百年（その３）」
2010年2月13日(土）10:00～13:00
京都大学理学部6号館301号室

京大地球物理学研究の現状と将来の展望－固体地球物理学分野－

福 田 洋 一

地球物理学分野

太陽惑星系電磁気学講座 (2名)（地球電磁気学分野）
大気圏物理学講座(6名)（気象学分野）（物理気候学分野）
水圏地球物理学講座 (4名)

（海洋学分野）固体地球物理学講座 (6名)
（測地学分野）（活構造学分野）（地震学分野）附属地球熱学研究施設 (9名)
附属地磁気世界資料解析センター(4名)地球物理履修の流れ
地球物理学分野系登録 3回生 定員29名
課題演習
DA, DBDC, DD

地球惑星科学課題演習（前期）
地球惑星科学課題演習（後期）

地球物理学分野 課題研究
T1
電磁気圏
T2
大気圏・水圏
T3
固体圏
大学院地球物理学分野 定員42名 -> 33名
固体地球物理学関係の分科（6分科）
測地学及び地殻変動論、地震学及び地球内部物理学、火山物理学
地殻物理学及び活構造論、環境地圏科学、地球熱学

課題演習DA 月曜日３・４限
１．測地学

２．活構造学
３．地震学

４．地球熱学＊1課題：3回

課題演習DC 月曜日３・４限
・宇宙測地データに触れる
・計算弾性力学・活断層と内陸直下型地震
・地球の鼓動を探る
・マグマから噴火まで（２００９年度）

半期をかけて一つのテーマに取り組む

課題研究T３ 主な研究課題
マントルとコアの構造
地殻構造
地震波の数値計算と応用
マントル対流とプレート運動
岩石の破壊機構
高温・高圧下の物性
地震発生過程応力場の形成と活構造
歴史地震
地震前兆現象の仕組み
地震観測法

超伝導重力計や 絶対重力計を用いた
地球潮汐、地球自由振動
重力時間変動の研究
GPSやSARを用いた地殻変動の研究
衛星重力や衛星高度計など
衛星データの応用研究
活構造と地形形成
地震の長期予測
海溝型巨大地震の発生履歴
地下構造探査の実験と理論
地震波動の特性と地震動災害
火山活動の解析
マグマと地球内部の物質循環

テーマが決まっているわけではなく自分で決める！

平原 和朗 教授
hirahara@kugi.kyoto-u.ac.jp

最近興味を持っていること●地震発生サイクルシミュレーション
計算機の中で地震を発生させ、地震発生予測（？）
特に、近い将来発生する南海トラフ巨大地震をなんとかしたい（足元の活断層（琵琶湖西岸・花折断層）についても）！
●地震波形を用いて地球内部（の時間変化）を見る
レシーバ関数トモグラフィー：日本列島の地殻・上部マントルの3次元微細構造
地震波干渉法: できれば時間変化をとらえたい（流体移動？地震前・後に変化？）中西 一郎 教授
ichiro@kugi.kyoto-u.ac.jp• 研究紹介• 地球内部構造
グローバル
地球マントルの３次元構造
地球内部不連続層の微細構造
日本周辺
プレートの沈み込みと火山との関係

久家 慶子 准教授
keiko@kugi.kyoto-u.ac.jp
http://www-seis.kugi.kyoto-u.ac.jp/keiko/

私自身の最近の主な興味
プレートテクトニクスに潜む未解決な問題
最近は、上部マントル構造と、そこでの地震発生のダイナミクス◆深い地震が沈み込むプレート内でどのように起こっているか•観測された地震波形の解析から実際の出来事を明らかにする•地震の破壊シミュレーションで起こることを予測・解釈する◆プレート内部および沈み込み帯含む周辺の構造はどうなっているか•地震波形の解析や地震活動から推定する

☆宇宙測地技術の応用

宮崎真一 准教授
shinichi.miyazaki@kugi.kyoto-u.ac.jp

2007年能登半島地震による地殻変動を示すSAR干渉画像。地震により、斜め西方向（入射角47度）に最大50cm程度地表が近づいたことを示している。

ＧＰＳ地震計（１秒サンプリングGPS）から得られた2003年十勝沖地震の地震時（上）および30日後（下）のすべり量分布（単位ｍ）。地震時にすべった領域（コンター）の周辺で地震後も ゆっくりずるずるとすべっていることがわかる。

堤 浩之 准教授
tsutsumh@kugi.kyoto-u.ac.jp（活構造学，古地震学，変動地形学）

海溝型巨大地震の研究

内陸活断層の研究

隆起サンゴ礁調査

トレンチ調査福田洋一 教授

☆衛星重力ミッションＧＲＡＣＥを用いた研究

fukuda@kugi.kyoto-u.ac.jp

ＧＲＡＣＥが捉えた陸水変動☆精密重力測定、精密計測

ＧＲＡＣＥが捉えた2004年スマトラ地震
による重力変化ＧＲＡＣＥが捉えた南極の氷床変動

SG

A-10
南極昭和基地での絶対重力測定(右）と超伝導重力観測（左）。

インドネシア（チビノン）での超伝導重力観測
赤道域から地球のダイナミクスにせまる。

ポータブル絶対重力計の地下水変動、地盤沈下などへの応用

・2002年3月17日打ち上げ

・NASA（米）,GFZ（独）の共同ミッション
・L-L SSTによる地球重力場（の変化）の測定
・ターゲット
全球水循環
海洋ダイナミクス
海水準変動（海面上昇）
氷床変動
PGR、GIA
固体地球変動（地震）マントルダイナミクス
大気ダイナミクス

GRACE Measurements ofMass Variability in theEarth System
Tapley et al.,Science, Vol. 305, July, 2004

GRACEを利用した研究（海外の動向）
IUGG2007（ペルージャ）

IAG2009（ブエノスアイレス）


IAG関係の発表でタイトルの一部にGRACEを含むもの: ポスター
19/153, 口頭17/61

重力関係ポスター（２８） 地上：衛星（１１：１７）
重力のみならずジオダイナミクスセッションで多数の発表

IUGG2011（メルボルン）
Union：Water cycle
Inter-Association: Monitoring the continental hydrosphere

IAG: Monitoring and modelling mass displacements

GRACEデータの応用
SG
GRACE

-10

-20

-30

Canberra

-40
110

120

130

140
160150

オーストラリアの干ばつ

スマトラ地震南極の氷床変動

ＧＲＡＣＥ Level 2データ
重力場球面調和関数係数（Stokes係数）時系列
l 1

GM  l  R V  Plm (sin  )(Clm cos(m)  Slm sin(m))R l 0 m0  r 

GRACEによるジオイドの経年変化

GRACEを使った南極氷床変動の研究
Velicogna and Wahr (Science, 311, 2006)(34 months data from April 2002 to August 2005)

南極氷床変動の特徴
Filchner-Ronne

白瀬氷河

降雪, PGR

降雪Pine融解大陸スケールでの質量変動
WAISEAIS-0.2mm/y

80

30Eq. Water Thickness [mm]60
Eq. Water Thickness [mm]-0.1mm/y

40

40
20
020
100-10-20-20-40-30-60-40-80-50

2002

Total

2003

2004

2005
Date [year]

2006

2007

2008

2002

2003

2004

2005
Date [year]

2006

2007

2008

-0.1mm/y

30

Eq. Water Thickness [mm]20EAIS

10Ice sheet

0WAIS-10PGR-20-30-40
2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008UTCSR RL04
[mm/yr] (water thickness eq.)

GRACE

WAIS

EAIS

Total

UTCSR

-0.2

-0.1-0.1

GFZ

10.1

9.5

7.1

JPL

1.4

-1.7

-0.7

PGR Model

Post Glacial Rebound-)

EAIS

Total

ICE-3G

34.1

9.1

15.7

ARC3+HB

20.2

0.3

5.5

ARC3+D91

25.6

6.9

11.9

ARC3+ANT3

21.6

7.1

10.9

ARC3+ANT4

18.1

6.3

9.4

ARC3+ANT5

10.5

5.3

6.6

ARC3+ANT6

5.4

1.7

2.7

WAIS

Ice Mass Changes

WAIS

EAIS

Total

UTCSR

-34.3 ~ -5.6-9.2 ~ -1.8

-15.8 ~ -2.8GFZ-24 ~ +4.7+0.5 ~ +7.8-8.6 ~ +4.4

JPL-32.7 ~ -4.0-10.7 ~ -3.3-16.3 ~ -3.4[mm/yr] (water thickness eq.)

南極でのGIAモデル
ARC3+ANT5(Nakada et al., 2000)

ARC3+ANT6(Nakada et al, 2000)

ICE-5G(Paulson et al., 2007)

IJ05(Ivins, 2009)

GIA model ARC3+ANT5 ARC3+ANT6

ICE-5G

IJ05

Ice model(Antarctica)

ANT6

ICE-5G

IJ05

Lithospheric 100 km
thickness

100 km

90 km

100 kmUppermantle5x1020 Pas

5x1020 Pas

9x1020 Pas

1x1021 Pas

Lower
mantle5x1022 Pas

5x1022 Pas

3.6x1021 Pas(1) 6x1022 Pas(2) 1x1022 Pas

ANT5

ICESat(Ice, Cloud, and land Elevation Satellite)
・2003年1月12日打ち上げ
・GLAS (The Geoscience Laser Altimeter System)
データによる氷床高変化-91-day repeat-2003.10 – 2008.03 (13 setのデータ）
ICESat（高さ）GRACE（質量）GIAモデルと比較

IJ05

ICE-5G

162 Gt

4 Gt

151 Gt
ARC3+ANT599 Gt

ARC3+ANT640 Gt

昭和基地での絶対重力測定
重力計室

昭和基地での重力変化
1.5

1.0

0.5

0.0

(After Fukuzaki et al., 2005)-0.5-1.0-1.5

2002

2003

2004

2005

2006

2007

GRACE研究を例に• 新しい手法・手段、その変化の速さ– GPS～25年、InSAR～20年、GRACE～10年(2013年？頃まで）• 極めて学際的– 固体地球物理にとどまらない– GPS（気象、電離層、．．．）• 大型プロジェクト– 衛星観測– スーパーコンピュター• 国内、国外での関心の違い– 外国ではすごい人気– 日本では？

• 将来展望：– 戦略として京大地球物理をどう発展させるか– 学生に何を伝えるかおわり