hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複素解析幾何学、特異点理論の研究

研究代表者を中心に、主として、ベクトル場、複素解析的特異葉層構造の指数、留数についての研究、特異点を持つ多様体の特性類の研究、及びそこでも用いられたCech-de Rhamコホモロジー群およびstratifyされた空間上の積分理論の応用について研究を行った。具体的には次の通りである。(1)開多様体上の葉層構造のBaum-Bott留数に対する留数定理、およびその応用についてJ.Seadeとの共同研究を行った。これに関する共著論文はMathematische Annalenに掲載された。(2)孤立特異点を持つ局所完全交叉多様体上のベクトル場の種々の指数につきJ.Seadeと共同研究を行い、このような多様体に対し、“adjunction formula"を得た。これは共著論文として纏められた。(3)(2)で得られた公式の応用として、孤立特異点を持つ局所完全交叉多様体のChern-Schwartz-MacPherson類を与える公式を得た。これに関する論文は、C.R.Acad.Sci.,Parisに掲載される予定である。(4)(2)の一般化として、さらに特異点が一般の場合についてD.Lehmann,J.Seadeと共同研究を行い、Milnor数を一般化し、同様の公式を得た。これは共著論文として纏められている。(5)B.Khanedaiとの共同研究において、複素曲面上の特異葉層構造の不変量を研究し、種々の公式を得た。これに関する論文はHokkaido Math.J.に掲載される予定である。(6)本田知亮との共同研究において、複素曲面上の有理型関数の留数公式を示し、幾つかの応用を与えた。(7)J.P.Brasseletの共同研究において、複素多様体上の特異葉層構造に付随したNash型の改変を考察し、“Nash residues"の理論を展開した。応用として、Baum-Bott予想が、ある場合に示される。研究代表者を中心に、主として、複素解析的特異葉層構造の留数についての研究、及びそこでも用いられたCech-de Rhamコホモロジー群およびstratifyされた空間上の積分理論の応用について研究を行った。(2)D.Lehmannとの共同研究において、上記(1)をさらに一般次元で考察し、複素解析的特異葉層構造の不変部分多様体に関する留数について、不変部分多様体が特異点を持つ場合にも留数を定義し、留数定理を証明した。またこの留数の計算法を求め、これが、いわば“相対的Grothendieck留数"で表わされることを示した。これらの結果は共著論文として、Journal of Differential Geometryに掲載された。(4)開多様体上の葉層構造のBaum-Bott留数に対する留数定理、およびその応用についてJ.Seadeとの共同研究を行った。これに関する共著論文はMathematische Annalenに掲載予定である。(1)開多様体上の葉層構造のBaum-Bott留数に対する留数定理、およびその応用についてJ. Seadeとの共同研究を行った。

これに関する共著論文はMathematische Annalenに掲載された。(2)孤立特異点を持つ局所完全交叉多様体上のベクトル場の種々の指数につきJ. Seadeと共同研究を行い、このような多様体に対し、"adjunction formula"を得た。これは共著論文として纏められた。(3)(2)で得られた公式の応用として、孤立特異点を持つ局所完全交叉多様体のChern-Schwartz-Macpherson類を与える公式を得た。これに関する論文はC. R. Acad. Sci. , Parisに掲載される予定である。(4)(2)の一般化として、さらに特異点が一般の場合についてD. Lehmann, J. Seadeと共同研究を行い、Milnor数を一般化し、同様の公式を得た。(5)B. Khanedaniとの共同研究において、複素曲面上の特異葉層構造の不変量を研究し、種々の公式を得た。これに関する論文はHokkido Math. J.に掲載される予定である。(6)本田知亮との共同研究において、複素曲面上の有理型関数の類数公式を示し、幾つかの応用を与えた。(7)J. -P. Brasseletの共同研究において、複素多様体上の特異葉層構造に付随したNash型の改変を考察し、"Nash residues"の理論を展開した。応用として、Baum-Bott予想が、ある場合に示される。これは共著論文として纏められている。
科学技術社会問題を題材とする理科系教員養成のためのカリキュラム開発

本研究では,教員志望の大学生に,議論能力の向上を目的としたカリキュラムを実施し,その有効性を評価した。カリキュラムは,科学技術社会問題である遺伝子組換え食品問題を題材とした。教員志望の大学生が書いた議論を分析すると,議論能力に向上が見られた。この結果より,科学技術社会問題に関する議論能力を向上させるためには,自分の主張を否定する証拠を使って重み付けを行うように促すことが,カリキュラムのデザイン指針になることが明らかとなった。本研究の目的は,理科系の教員志望の大学生を対象に,科学技術社会問題を解決に導く「知識構築型の議論能力」を獲得させるカリキュラムを開発することであった。これは,近年の日本でも重視される科学リテラシー育成を視野に入れた教員養成に資するものであり,本年度は,具体的には次のことに取り組んだ。1.カリキュラム開発のための理論的検討先行研究のレビューを行うとともに,科学技術社会問題を題材にした「知識構築型の議論」を支援するカリキュラムについて,理論ベースを構築した。そのために,科学教育,教育工学,教師教育の研究分野で国内外の論文・著書等を購読したり,小学生での「知識構築型の議論」の生成事例について,先行研究(神戸大学におけるITやモバイルを活用した科学リテラシー育成カリキュラム研究)の調査等をもとに理論的検討を行ったりした。また,小学生を対象とした実践から得られた知見を日本発達心理学会第22回大会において発表した。2.カリキュラム試案の開発,及び知識構築のための知識リソースの準備理科系の教員養成課程3回生を対象とした学部講義へカリキュラムを導入した。さらに,全国小学校理科研究大会(金沢)や日本理科教育学会近畿支部大会(京都),日本科学教育学会九州支部大会(熊本),大阪市立科学博物館(大阪)からも情報収集し,受講者自身が知識構築するために活用する知識リソースの整理を行った。3.カリキュラム試案の実践・分析カリキュラム試案を導入した実践授業を申請者が行い,授業の様子をビデオカメラ等で記録した。画像・映像記録・学習履歴資料等を蓄積し,分析ソフトを用いてデータ化した。4.カリキュラム評価の発表準備本研究の目的は,理科系の教員志望の大学生を対象に,科学技術社会問題を解決に導く「知識構築型の議論能力」を獲得させるカリキュラムを開発することであった。これは,科学リテラシー育成を視野に入れた教員養成に資するものであり,本年度は,具体的に次のことに取り組んだ。1.改善版カリキュラム開発のための理論的検討「知識構築型の議論能力」に関する国内外の論文・著書等を購読するとともに,理科の教員養成でこれを支援するカリキュラムについて,理論ベースを構築した。特に小学校からの「知識構築型の議論」の生成事例については,神戸大学における先行研究を調査し,理論的検討を行った。ここで得られた知見を『科学教育研究35(3)』及び,日本理科教育学会第61回全国大会(島根)で公表した。2.改善版カリキュラムの開発,及び知識構築のための知識リソースの準備「知識構築型の議論能力」を育成するカリキュラム開発のために,日本理科教育学会九州支部大会(佐賀),神戸市立青少年科学館(神戸)からも情報収集し,受講者が活用する知識リソースの整理を行った。さらに,教員養成課程3回生を対象とした学部講義へ導入する改善版カリキュラムを開発した。3.改善版カリキュラムの実践・分析「知識構築型の議論能力」を育成する改善版カリキュラムによる授業を申請者が行い,その様子をデジタルカメラ等で記録した。画像・映像記録・学習履歴資料等を蓄積し,データ化した。4.カリキュラム評価の発表遺伝子組み換え食品問題を題材とした「知識構築型の議論能力」を育成するカリキュラムの評価について,European Science Education Research Associationの第9回会議(リヨン)及び,日本科学教育学会第35回年会(東京)で発表を行うとともに,カリキュラム改善や研究総括のための情報収集を行った。
高度情報化社会における医療情報のプライバシー保護意識に関する研究

本研究は,高度に情報化した今日の医療情報についての医療関係者(医師)のプライバシー保護意識を調査し,医療情報のプライバシー保護は,今後いかにあるべきかを研究することを目的としているが,本年度は,前年度に4,000名の医師を対象に実施したプライバシー保護に関する意識調査の結果を,研究者らの主たる学会活動の場である日本医療情報学会や日本診療録管理学会等の学会や雑誌等で発表し,医療情報のプライバシー保護やそれに対する医師の意識の現状を医療関係者に認識してもらうとともに,プライバシー保護の重要性についての意識啓発を行った。同時に,前年度実施したプライバシー保護意識についての調査結果に基づいて,研究協力者の協力を得ながら研究者らが討議し,医療情報についてのプライバシー保護の基本原則(案)をまとめた。その後,この問題に関心をもつ研究者に参加を依頼してフォーラムを開催し,この基本原則(案)についての意見を求めた。これらの活動成果については,過去2年間の研究活動成果とともに研究成果報告書としてまとめ,これに収載した。また,本年度は,重点領域研究第3群の他班とも協力して重点領域研究第3群研究成果報告書もまとめた。また,本年度は,医療分野におけるプライバシー保護の問題のみではなく,情報化の進展が,医療の分野における法制度にいかなる影響を与えるのかについての検討も行った。この検討結果については,重点領域研究第3群のシンポジウム「マルチメディア時代における法と社会」で発表した(重点領域研究第3群研究成果報告書に収載されている。)。)。
機能性蛍光色素の新展開

呈色/蛍光色素の研究は、実用を強く志向した開発研究が多数を占めるが、今回、我々は1生体を指向した新たな蛍光色素骨格の開発、2蛍光色素の精密配置に基づいた円偏光発光(CPL)材料の開発、3色素を用いた新たな有機化学の創出の三点を目標とし、呈色/蛍光色素研究を基盤とした新たな次元の化学へと昇華する。
大脳基底核直接路の機能におけるsmall GTPaseシグナル伝達系の役割

大脳皮質-大脳基底核ループは、運動調節、認知機能、報酬といった重要な脳機能を制御している。線条体に存在するドーパミンD1受容体陽性細胞から黒質へ投射する経路(直接路)は、ループを構成する主要な神経路の一つであり、運動の開始や増強に重要な役割を果たしているが、その分子メカニズムに関しては不明な点が多い。低分子量GTP結合タンパク質(small GTPase)が媒介するシグナル伝達系は、様々な細胞応答を制御しており、高次脳機能においても重要な役割を果たしていることが明らかにされつつある。本研究は、独自開発したウイルスベクター遺伝子導入技術(ダブルAAVベクターシステム)を駆使して、直接路で特異的にsmall GTPaseシグナル伝達系の活性を操作し、直接路の機能発現におけるsmall GTPaseシグナル伝達系の役割を明らかにすることを目指す。本年度はまず、ダブルAAVベクターシステムを利用して、直接路特異的にC3、あるいはRac1のドミナントネガティブ変異体を発現誘導し、直接路においてRho GTPaseあるいはRac1 GTPaseの活性を抑制した遺伝子改変マウス(それぞれD1R-C3マウスとD1R-Rac1 DNマウス)を作製した。これらのマウスの線条体を組織学的に解析したところ、ドーパミンD1受容体陽性細胞の顕著な減少が認められた。ダブルAAVベクターシステムを利用して、D1R-C3マウスとD1R-Rac1 DNマウスを作製することに成功した。これらのマウスの線条体を組織学的に解析したところ、ドーパミンD1受容体陽性細胞が顕著に減少していた。このことから、ドーパミンD1受容体陽性細胞の生存には、RhoあるいはRacによって媒介されるシグナル伝達系が重要な役割を果たしていることが分かった。ドーパミンD1受容体陽性細胞が著しく減少すると、直接路の機能発現における分子メカニズムを解析することが難しくなるので、RhoやRac以外のsmall GTPaseシグナル伝達系を検討する必要がある。最近、側坐核のドーパミンD1受容体陽性細胞におけるprotein kinase A (PKA)-Rap1 GTPaseシグナル伝達系が、報酬行動に重要な役割を果たしていることが報告された。つまり、このシグナル伝達系は、直接路が司る運動制御にも深く関与している可能性が考えられる。従って、今後はまず、ダブルAAVベクターシステムを利用して、線条体のドーパミンD1受容体陽性細胞特異的にPKAのconstitutive active変異体を発現誘導し、直接路においてPKAが特異的に活性化されたマウス(D1R-PKA CAマウス)の作製を予定している。D1R-PKA CAマウスを利用して、1)線条体の組織学的な解析、2) Open field testによる運動量の解析、3)直接路におけるPKA-small GTPaseシグナル伝達系の活性変化による大脳皮質-大脳基底核ループの機能変化に関する電気生理学的な解析、を遂行する。D1R-

PKA CAマウスを利用して、1)線条体の組織学的な解析、2) Open field testによる運動量の解析、3)直接路におけるPKA-small GTPaseシグナル伝達系の活性変化による大脳皮質-大脳基底核ループの機能変化に関する電気生理学的な解析、を遂行する。
地球規模における人間活動に起因する自然環境変化の抽出に関する研究

衛星データと各種主題図データを統合・解析するGVIデータ解析システムを用いて人間活動が地球環境に及ぼす影響、特に、地球の植生変化に注目して研究した。この研究で得られた結果をまとめると、次のようになる。●GVIデータ解析用システムの構築3台のWSをネットワーク化することにより、衛星データ、各種地図データ、社会・経済データを統合解析するシステムを構築した。計算能力やデータ記憶容量の負荷を分散でき、効率のよい統合解析システムが構成できた。●グローバル植生指数の経年変化グローバル植生指数の時系列解析はすでに他の研究者により詳しく研究されているが、この研究では、年平均GVIデータを使って1983年から1988年までの陸域における年平均GVI値の変動を調べた。その結果、世界的にGVI値は幾分上昇していることが分かった。即ち、世界の植生度は若干減少しているということが示された。●植生変化と人口増との関連性国別年平均GVIデータの年変動と国別人口の年変動について相関分析を行った。危険率10%(限界値±0.736)で相関があると認められる国を世界地図として表示した。その結果、相関が高い国は、中央アメリカ、南アメリカ、中央アフリカ、東南アジアの地域に集中していることが分かった。これらの地域は、一般的に考えられているように、国土開発や森林伐採が問題とされている南米地域、木材資源の輸出を行っている東南アジア地域、砂漠化が進行していると思われているアフリカに対応していた。●地球規模における穀物生産可能地に基づく人口収容能力の推定食物消費量を各国とも現状(1991年)と同じ場合(Case 1)、各国とも1980年のレベルと同じ場合(Case 2)、及び、各国とも1980年の米国のレベルを保持した場合(Case 3)について世界の人口収容量を推定した。その結果、Case 1,2については、現在の人口の1.4および1.7倍の人口を養うことが可能であるが、Case 3の場合には、逆に現在の0.75倍しか収容できないということが示された。本年度は、主に、GVI(地球規模における植生指数)データを利用して地球規模における植生の時系列変化と人口増減との関係を分析するための分散処理システムについて研究した。GVIデータは、一か月当たり2Mバイトの容量がある。この研究では、1984年から1988年までの58カ月分を使用しているため、データ量が膨大になり、分析処理も長時間になる。このため、本研究では、Server/Cliantモデルによる処理の分散化を行った。即ち、処理機能をいくつかに分割し、それらをワークステーションによるネットワーク上で並列的に処理する。現段階で並列化されている部分は、前処理(ポーラステレオからメルカトールへの変換とその逆変換と標高データによる陸域のマスク)の段階に制限されている。しかしながら、この前処理の並列化だけでも全体の処理効率を大幅に向上させることができるということが分かった。さらに、人間活動に起因するデータ(世界各国の人口、人口密度のデータ)、及び国の境界線データをデータベース化した。本研究で構成された分散処理システムにおいては、データベース化されたデータとGVIデータを使って、それらの関連を明らかにすることが可能である。即ち、画面上に表示されている世界地図の任意の国をマウスでクリックすることにより、その国の人口、人口密度とGVIデータの経年変化がグラフで表示できると同時に相関分析も可能になっている。

現在、砂模化が顕著であるアフリカについて処理し、その分析を行っている。本年度は、また、地球規模ではないが、各種の主題地図と衛星データを重ね合わせ、目的の情報を得る処理法のプロトタイプとして、石川県能登地域における地滑り危険箇所の推定についても行った。これにより、メッシュ型地図データとラスタ型衛星データの結合処理の方法が明らかになった。本年度は、昨年度に構築された“GVI(グローバル植生指数)データ解析ネットワークシステム"を利用して、主に、次の課題について検討した。(1)グローバル植生指数データの経年変化(2)植生変化と人口増加との関連性(1)に関して次のような成果が得られた。1983年から1988年までの月間GVIデータから年平均GVIデータを作成した後、国境データでマスクされた年平均GVIデータを使って全世界の陸域における年平均GVI値の変化を調べた。その結果、世界的に幾分GVI値は上昇していることが分かった。このことは、世界の植生度は年々減少しているということを示唆していると考えられる。また、(2)に関しては、次のような結果が得られた。人間活動の指標として各国の人口を取り上げた。これは、人口が増加すれば、そのための経済活動(国土開発)が刺激され、間接的ではあるが植生の減少につながると考えられるからである。国別年平均GVIデータの年変動と国別人口の年変動について相関分析を行った。103カ国について、国別の植生変動と人口増減との相関係数をし、危険率10%で相関があると認められる国(限界値0.736)を抽出した。正の相関が認められるという国を世界地図として表示できた。相関が高い国は、中央アメリカ、南アメリカ、中央アフリカ、東南アジアの地域に集中していることがわかった。これらの地域は、一般的に考えられているように、国土開発や森林伐採が問題とされている南米地域、木材資源の輸出を行っている東南アジア地域、砂漠化が進行していると思われているアフリカに対応している。それらの国についてはFAOによって提供されている耕地面積と森林面積の変化についても考察した結果、これらの国では、事実森林が減少しており、かつ、GVI値と人口増との強い相関を考慮すると、間接的ではあるが人間活動の指標として取り上げた人口増と植生変動とは無関係ではないことが示された。
大振幅磁気流体波の形成と高エネルギー粒子生成についての粒子シミュレーション研究

非線形磁気音波による粒子加速と高速粒子による不安定性の非線形発展を、電磁粒子シミュレーションを用いて研究している。特に、電子のサイクロトロン周波数がプラズマ周波数より大きいような、比較的強い磁場中の現象に注目している。このようなプラズマは、太陽の磁力管の中やパルサー磁気圏、磁場閉じ込め核融合プラズマなどが相当する。強い磁場に対して斜め方向に伝播する衝撃波は、一部の電子を捕捉し、それらを超相対論的エネルギーに加速する場合がある。また、プラズマに陽電子が少量含まれている場合は、それらの陽電子は衝撃波面に形成される磁場に平行方向の電場によって加速される。前年度までは、空間2次元の相対論的電磁粒子コードを用いて、捕捉電子が引き起こす不安定性によって、衝撃波中の電磁擾乱が大振幅となり、その擾乱が電子やイオン、さらに陽電子の加速を促進する場合があることを示した。今年度は、特に、陽電子の加速に注目して解析を進めた。陽電子は磁場に平行方向に加速され上流に反射された後、大きな旋回半径で旋回運動することで衝撃波を出入りし、更に高いエネルギーに加速されるものがある。捕捉電子による擾乱によって、このような陽電子の割合は増えることを2017年度に発見したが、今年度は、どのような陽電子がこの軌道を描くのかを統計的に調べた。さらに、陽電子が多次元擾乱に及ぼす影響についても解析を行った。また、衝撃波面によって反射されて加速された高速イオンは、リング状の速度分布を持つ。そのような高速イオンが引き起こすイオンサイクロトロン周波数から低域混成周波数の波の不安定性は、大型ヘリカル装置(LHD)のプラズマでも観測されている。つまり、この不安定性は、宇宙のプラズマと実験室のプラズマに共通する物理過程である。今年度は、その非線形発展の基礎物理を調べるとともに、LHDのプラズマ実験と比較を行った。平成30年度は、斜め衝撃波中の捕捉電子による不安定性が、陽電子の運動に及ぼす影響を統計的に解析することに加えて、陽電子が衝撃波の伝播や構造に及ぼす影響を調べた。特に、後者については、これまで予想していなかった現象を発見した。多くの場合についてシミュレーションを行ってそれを確かめるとともに、その現象の詳細解析に時間を費やした。そのため、研究の進捗状況は予定よりもやや遅れているといえる。現在、これらの成果について、論文を執筆中である。また、高速イオンによる不安定性については、低域混成共鳴周波数付近の波の非線形発展を重点的に調べた。プラズマ密度が時間的に徐々に増加するような状況での波の発展についてシミュレーションを行い、磁場擾乱の周波数が階段状に上昇することを発見した。これは、LHDのプラズマ実験を定性的に説明する結果である。この成果についても、現在、論文を執筆中である。平成31年度は、強磁場中の斜め衝撃波による陽電子加速についての論文を完成させる。捕捉電子による不安定性の効果、陽電子加速のメカニズム、統計的な特徴などに加えて、陽電子が波に及ぼす効果についても明らかにする。また、陽電子の存在によって、電子やイオンの運動がどのような影響を受けるかについて解析する。高速イオンによる不安定性のシミュレーションについては、低域混成共鳴周波数付近の波が大振幅になる条件を明らかにするとともに、LHDプラズマ実験との比較を行う。また、低域混成共鳴周波数付近の波はイオンだけでなく電子にも影響を及ぼすと考えられるため、その効果を解析する。さらに、高速イオンによる低域混成共鳴周波数付近の不安定性は、衝撃波近傍においても起こると予想される。そこで、パラメータ依存性を詳しく調べ、それを基に、実験室プラズマと、大振幅磁気流体波が重要な役割を担う宇宙プラズマに共通する物理を解明することを目指す。磁化プラズマ中の大振幅磁気流体波の形成と伝播、それに伴う粒子加速を、多次元相対論的電磁粒子シミュレーションを用いて研究している。特に、外部磁場が比較的強い場合に起こる、磁気音波の衝撃波による粒子加速に注目している。磁気音波衝撃波は、様々な機構で粒子を加速するが、本研究では、斜め衝撃波による捕捉電子の超相対論的加速とそれに伴う非線形効果を研究している。これまで、捕捉電子が引き起こすホイッスラー波不安定性とその非線形発展によって衝撃波中で多次元電磁擾乱が大振幅となり、電子の運動に強い影響を及ぼすことが明らかになっていた。平成27年度は、この捕捉電子によって励起される多次元電磁擾乱がイオンの運動に及ぼす影響を調べた。イオンは衝撃波に出会うと一部のイオンが反射され加速されることが知られている。衝撃波中のイオンの運動について理論解析を行い、多次元電磁擾乱によって、反射されるイオンの数が増加することを予測した。次に、空間2次元速度3次元の相対論的電磁粒子シミュレーションと多次元擾乱を除いた電磁場中のテスト粒子の軌道計算を用いて、この理論予測が正しいことを確かめた。また、衝撃波の伝播速度が速くなるほど、多次元電磁擾乱の振幅が大きくなり、イオン反射に及ぼす寄与が増大することを示した。この成果をまとめた論文1編(査読あり)を、学術雑誌に発表した。さらに、平成28年度は電子とイオンの他に陽電子を含むプラズマについてのシミュレーション研究を予定しているため、その準備として、3成分プラズマにおける非線形磁気音波中の磁場に平行方向の電場について理論解析を行った。平成27年度の第一目標は、斜め衝撃波中の捕捉電子がイオンの運動に及ぼす効果を明らかにすることであった。

理論解析と相対論的電磁粒子シミュレーション、さらにテスト粒子計算を組み合わせて、捕捉電子が励起する多次元電磁擾乱によってイオンの加速が促進されることを明らかにし、その成果を学術雑誌に発表した。これにより、第一目標は達成できた。また、平成27年度の途中で、核融合科学研究所のスーパーコンピュータが更新されたため、それに対応するようシミュレーションコードを改良した。より大規模の計算を高速で行うことが可能になったため、次年度以降の研究の加速が期待できる。電子・イオン・陽電子からなるプラズマ中の粒子加速についてのシミュレーション研究を予定しているが、その基礎となる非線形磁気音波中の電磁場に関する理論解析も行った。以上のことより、平成27年度の研究は、おおむね順調に進展しているといえる。非線形磁気音波による粒子加速を、理論解析と多次元相対論的電磁粒子シミュレーションを用いて研究している。特に、外部磁場が比較的強い場合に起こる、衝撃波による急激な粒子加速に注目している。これまでの研究で、磁場に対して斜めに伝播する衝撃波では、磁場に平行方向の電場が、電子の捕捉や陽電子の加速を引き起こすことが示されている。また、斜め衝撃波は一部の電子を捕捉し、それらを超相対論的エネルギーに加速するが、捕捉電子が引き起こす不安定性が、衝撃波中の電磁場構造と電子とイオンの運動に重要な影響を及ぼすことが明らかになっている。平成28年度は、まず、非線形磁気音波中の磁場に平行方向の電場についての理論解析を行った。従来の理論は1種のイオンと電子からなる2成分のプラズマを仮定して構築されていたが、実際の宇宙のプラズマは多種のイオンを含む。また、パルサーの周辺では、陽電子が存在すると考えられている。そこで、平行電場の理論を、3成分のプラズマ(2種イオンと電子からなるプラズマと電子ーイオン-陽電子のプラズマ)の場合に拡張し、平行電場がプラズマの組成(密度比や質量比)や波の振幅にどのように依存するかを表す式を得た。その結果、2種イオンプラズマ中の磁気音波には、高周波と低周波の2つのモードが存在するが、高周波モードの平行電場は、低周波モードの平行電場よりもはるかに大きいことなどを明らかにした。この成果をまとめた論文1編(査読あり)を、学術雑誌に発表した。さらに、斜め衝撃波による陽電子加速についての、シミュレーション研究を開始した。捕捉電子が引き起こす不安定性が、陽電子の運動に及ぼす効果について、新たな知見が得られた。平成29年度に、詳細な解析を行う予定である。平成28年度は、まずは、3成分プラズマ中の非線形磁気音波中の平行電場に関する理論を完成させることを目標とした。2種イオンと電子からなるプラズマと、電子-イオン-陽電子のプラズマを対象として理論を構築し、非線形磁気音波中の平行電場がプラズマの組成や波の振幅にどのように依存するのかを明らかし、その成果を学術雑誌に発表した。また、陽電子を含むプラズマ中の衝撃波による粒子加速に関するシミュレーション研究を開始した。
胃癌腹膜播種形成に関与するエピジェネティック変化の分子機構と治療への応用

上皮間葉移行に関わるmiR-200cは原発巣に比べ遠隔転移巣で有意に発現が上昇し、miR-200cのメチル化レベルは遠隔巣にて有意に低下していた。つまり原発巣からの癌細胞の解離ならびに遠隔部位における転移形成にはmiR-200cのメチル化、脱メチル化によるmiR-200cの発現調整とそのtarget遺伝子のZEB-1発現制御によって引き起こされているというメカニズムを示した。血清miR-200cレベルは癌患者の進行度とともに有意に高くなり、特に遠隔転移を有する患者で発現が高かった。血清miR-200cは癌患者の予後との関連もあり、独立予後規定因子ならびに再発規定因子でもあった。消化器癌(胃癌、大腸癌)の腹膜播種は難治の遠隔転移形式として挙げられ、病勢が進行すると、癌性腹膜炎の状態となり、全身状態は急速に悪化する。近年、抗癌剤の進歩により、消化器癌に対する全身化学療法の効果が期待できる現代さえ、予後不良と言わざるを得ない。遠隔転移は癌細胞の原発腫瘍からの解離,循環系への移行、そして多臓器への接着・増大というステップがあり、この一連の過程において遠隔転移に関わる因子があるが、それらがどの様に関連し成立しているのか、いまだ十分には解明されておらず、この機序解明が新たな治療法の開発に貢献する可能性がある本年度、遠隔転移は原発巣からの腫瘍の解離(上皮間葉移行:EMT)と遠隔部位の腫瘍形成(間葉上皮移行:MET)によるEMT-MET switchが重要であるという仮説から、EMTの中心的な役割を果たすmiR-200familyに着目し、同一個体の大腸癌の原発巣、遠隔転移巣における発現を検証した。またこの発現を制御する機構も合わせて検討した。miR-200family特にmiR-200cは原発巣に比べ遠隔転移巣で有意に発現が上昇し、この制御機構の一つであるmiR-200cのプロモーター部位におけるメチル化レベルは遠隔巣にて有意に低下していた。つまり原発巣からの癌細胞の解離ならびに遠隔部位における転移形成にはmiR-200cのメチル化、脱メチル化によるmiR-200cの発現調整とそのtarget遺伝子のZEB-1発現調整に伴うEMTの重要な因子であるE-cadherinやVimentinの制御によって引き起こされているという新たなメカニズムの証明に至り、これを報告した。次年度はこれをもとに、血液中のmiR-200cの発現を解析し、バイオマーカーとしての意義を検証するために鋭意、実験を計画的に進め、国内外の学会や論文等に精力的に発表を行う予定である。遠隔転移は癌細胞の原発腫瘍からの解離,循環系への移行、そして多臓器への接着・増大というステップがあり、この一連の過程において遠隔転移に関わる因子があるが、それらがどの様に関連し成立しているのか、いまだ十分には解明されておらず、この機序解明が新たな治療法の開発に貢献する可能性がある。本研究の実績を要約すると、上皮間葉移行に関わるmiR-200cは原発巣に比べ遠隔転移巣で有意に発現が上昇し、miR-200cのプロモーター部位におけるメチル化レベルは遠隔巣にて有意に低下していた。腹膜播種は胃癌における最も頻度の高い転移・再発形式であり,腹膜播種の治療の成績は胃癌の予後を大きく左右する。しかしながら、腹膜播種に対しては、これまでに「標準的治療」と言うべき治療法は存在しないのが現状である。腹膜播腫形成の過程は、癌細胞の胃壁深層への浸潤,漿膜面からの解離,腹膜への接着・浸潤というステップがあり、それぞれの過程において腹膜播種に関わる因子があるが、それらがどの様に関連し転移が成立しているのか、まだ十分には解明されておらず、この機序解明が新なた治療法の開発に貢献する可能性がある。

そこで本研究では、癌転移、とりわけ胃癌腹膜播種転移の分子シグナル機構の解明を目的として腹膜播種高発現胃癌細胞株と胃癌同時性腹膜播種を認めたhuman clinical sampleを中心としたmiRNA解析、メチル化解析とcDNA発現解析により癌転移の臓器特異的なシグナル分子を同定することを目的とする。本年度は、胃癌にて当院で切除された摘出標本99例から胃癌組織と正常組織からまずは、miRNAの抽出とcDNA化を行い、realtime PCRにて測定し、その発現と臨床病理学的因子の検討を行った。今年度は胃癌腹膜播種形成には癌細胞のHGF,c-METの共発現によるAutocrine pathwayの関与が示唆され,この制御が今後の治療戦略につながる可能性があることを報告し、また胃癌患者血清sVAP-1低発現が胃癌進展と相関し、予後マーカーとなることを報告した。さらに胃癌組織におけるmiR-155発現の解析を行っているが、臨床病理学的因子や予後解析においても有意差を認めなかった。今後はさらにmiRNA解析,メチル化解析を中心に鋭意、実験を計画的に進めている。また、胃癌組織におけるcDNA発現解析と臨床病理学的因子の検討も並行して遂行し、国内外の学会や論文等で発表を行っている。平成24年度の研究結果では、腹膜播種を中心に遠隔転移を規定するmicroRNAのtargetととして、そのメカニズムの一つとして重要なEMT-METswitchの制御機構にかかわるmicroRNAs(miR-200family)のメチレーションを軸とした発現制御のメカニズムを証明してきた。今後の研究の意義は遠隔転移(腹膜播種も含めた)を同定できるバイオマーカーとしてのmiR-200familyを評価することである。多数の臨床サンプル(癌組織、正常粘膜、癌患者血清、正常人血清)からのmicroRNAを抽出し、現在miR-200familyの発現に関して、バリデーションを進めている。すでにcinical sampleからのmicro RNAの抽出も終了しておりすでに測定を開始。いくつかのmicro RNA発現解析をすすめており、現時点では有意なもののpick upはできていないものの、今年度、さらにcDNA解析、タンパク発現解析のほか、メチル化解析まで進める必要がある。現在、癌患者の血清、正常人の血清ならびに癌組織と正常粘膜からのmicroRNA抽出は終了し、血清においてはmiR-200 familyの発現に関するデータは逐次集積中である。この発現結果ならびにバイオマーカーとしての意義に関しては、バリデーション解析終了後に学会、論文等に発表予定である。今後は、昨年度に抽出し終えたmicro RNAの解析を中心にその機能解析と、遺伝子発現解析を並行して進め、あらたなtargetの癌進展への機序を解明し、そのvitro, vivoでの証明を鋭意進めていく。またタンパク機能解析のほかその発現調節をおこなうメチル化解析までさらに進めていく必要がある。また、腹膜播種高発現株作成に関しては、手技的にもcontaminationのリスクと生着率の低さが問題となっており、その影響もありやや実験がおくれ、未使用額3934円が生じた。今年度は、さらに腹膜播種関連遺伝子の機能解析を中心に、鋭意、実験を進めていく必要がある。該当なし平成23年度の研究進捗状況に関連した未使用研究費が止む無く生じたが、平成24年度分と合算し十分検討したうえで使用していく予定である。
気泡破裂型火山噴火に伴う圧力波の波形解読

非ニュートン性流体中の連続的な気泡の上昇・破裂に伴う音波を調べる室内実験を行い,音波発生の時間間隔,波形,前兆信号,それらを支配する記憶効果やフィードバック機構を明らかにした.また,浅間火山に空振観測システムを設置し,研究機関中である2009年2月に発生した噴火,及び,その後の火口活動をとらえた.独自の計測方法や解析方法を試み,微弱な空気振動から火口活動の発生を検知できるようになった.非ニュートン性流体中の連続的な気泡の上昇・破裂に伴う音波を調べる室内実験を行い,音波発生の時間間隔,波形,前兆信号,それらを支配する記憶効果やフィードバック機構を明らかにした.また,浅間火山に空振観測システムを設置し,研究機関中である2009年2月に発生した噴火,及び,その後の火口活動をとらえた.独自の計測方法や解析方法を試み,微弱な空気振動から火口活動の発生を検知できるようになった.室内実験と野外観測の両方から,火山爆発に伴う空気振動の波形の持つ情報を解読することを試みている.室内実験は,研究協力者V. Vidal(フランス)を招聘し,非ニュートン性流体中の連続的な気泡の上昇・破裂に伴う音波生成の物理機構を調べた.ある現象の時間間隔,様式,前兆信号,そしてそれらを支配する記憶効果や前のイベントから次のイベントへのフィードバック現象を解明することは,地球科学の最重要課題の1つであるが,この実験では,この問題と物理的相似性の強い現象を見出した.それは,気泡の破裂に伴う圧力波の波形と破裂前に発生する前駆的音波に明瞭な相関関係があり,両者の特徴が準周期的に変動する,というものである.物性試験や,データ解析の結果,その原因が,繰り返し破裂する気泡が流体内部に残していく履歴の蓄積にあり,その蓄積過程に,流体自体の持つ記憶効果と,液面近くに溜まっていく残留気泡の影響であると結論付けた.現在,この結果を論文にまとめているところで,今年度前半中に投稿予定である.野外観測では,既存の火山空振観測システムよりも,高い時間分解能で空気振動を計測するためのシステムを開発している.使用するセンサーは,既存の火山観測システムで使用されているものよりも性能は高いが,野外での長期運用の実績はない.そこで,平成20年8月より,浅間火山火口東観測点で耐候性等の試験を行った.4ヶ月間順調に動作していたが,平成21年1月末に不調が発生した.平成21年5月に回収し、原因を調べたところ、風のノイズを低減する目的で使用したパイプに雪や氷がつまり、音響特性が変化したことが一番の原因であることがわかり、設置方法を変更して6月より観測を再開した。不調ではあったものの,平成21年2月に発生した,浅間火山の噴火では,噴火微動と連動した空気振動が計測され,両者の相互相関を計算することで,微笑噴火の発生を正確に検知できることがわかった.計測された波の発生源については,平成21年度の観測データを含めて解析を進めた.その成果を、日本地球惑星科学連合2010年大会において発表する予定である.室内実験と野外観測の両方から,火山爆発に伴う空気振動の波形の持つ情報を解読することを試みている.室内実験では,非ニュートン性流体中の連続的な気泡の上昇・破裂に伴う音波生成の物理機構を調べた.ある現象の時間間隔,様式,前兆信号,そしてそれらを支配する記憶効果や前のイベントから次のイベントへのフィードバック現象を解明することは,地球科学の最重要課題の1つであるが,この実験では,この問題と物理的相似性の強い現象を見出した.それは,気泡の破裂に伴う圧力波の波形と破裂前に発生する前駆的音波に明瞭な相関関係があり,両者の特徴が準周期的に変動する,というものである.物性試験や,データ解析の結果,その原因が,繰り返し破裂する気泡が流体内部に残していく履歴の蓄積にあり,その蓄積過程に,流体自体の持つ記憶効果と,液面近くに溜まっていく残留気泡の影響であると結論付けた.この結果を国際誌Physical ReviewE.において発表した。野外観測では,浅間火口近傍において、低周波空気振動の連続観測、及び、高周波可聴音の観測を行った。浅間火山では、2009年2月に噴火が発生し、火口底にこれまでなかった噴気口が口をあけた。それ以降、ガスの噴出に伴う空気振動が発生するようになった。本研究によって開発した低周波計測システムと解析手法により、間欠的なガス噴出の発生を正確に検知できた.これにより、噴出前に発生する低周波地震とガスの噴出の時間遅れを定量化することができ、低周波地震の発生機構にも制約を与えることができると期待される。この成果は、地球惑星科学連合2010年大会において、発表する予定である。さらに、ガスの噴出に伴う音の発生機構を理解するために、木管楽器(リコーダー)を用いた室内実験を行った。リコーダーの音の発生機構については比較的よくわかっているが、その振る舞いと火山の振動に、これまであまり注目されていなかった相似性のあることに気づいた。その結果について論文を執筆中である。
トポロジカル絶縁体におけるスピンロックの超低速ミュオンによる検出

本年度は、トポロジカル絶縁体薄膜の表面スピン構造、及び、量子スピン磁性体の基底状態についての研究をミクロプローブであるμSR、NMRを用いて行った。まず、トポロジカル絶縁体については、東北大との共同研究により、マイカ基板上に製膜した膜厚60nmのテトラジマイト構造Bi1.5Sb0.5TeSe2単結晶試料について、PSIのLEM施設において、μSR実験を二回(ビームタイム3日×2)に分けて行った。この研究は、トポロジカル絶縁体表面内で完全偏極しているスピン構造を明らかにするため、薄膜に平行に横磁場(TF)を印加し、TFに平行・反平行に向いたスピン流の時間反転対称性を破り、面に垂直なキャントを引き出し、これをミュオンの時間スペクトルの変化で検出しようとするものである。ミュオンの加速電圧を1keVまで落とすことで、50%のミュオンを膜内に止めることができ、さらに100G程度のTF磁場印加に対してもリングアノードの電圧調整によってスポットを的確に試料上に持って来られる。低温5Kにおいて、TF印加(100G)した状態で、表面(加速電圧1keV)では、バルク(3keV)に対し、ナイトシフトの増大(+0.2%程度)、緩和率の増大(3倍程度)、等、いずれも顕著な変化が見出された。しかしながら、これらは結局、金属薄膜(Au)の標準試料においても同程度の変化が見られ、加速電圧の変化によるアーチファクトが大き過ぎることが明らかになった。よって、この方法で表面スピン状態を検知するには、装置の分解能がより高い、JPARCでの実験が必須であろうと考えられる。なお本件の途中経過については、リスト11(ICM2015)で報告している。27年度が最終年度であるため、記入しない。三次元トポロジカル絶縁体では,強いスピン軌道相互作用による,s,p軌道のバンド反転によって,試料表面にディラック電子が現れる。この表面ディラック電子は,並進運動量と垂直方向に完全スピン偏極していると言われている。このスピンロック現象を超低速ミュオンで検出することが本申請の主題である。スピンロックの実験的検証の困難は,クラマース縮退した双方向のスピン流によって局所内部磁場がキャンセルしていることによる。本申請ではこれを解決する二つの手法を提案し,さらに新しいトポロジカル絶縁体への適用も試みる。外部磁場B_unlock印加により,クラマーススピン対の時間反転対称性を破る。これにより,スピン対はスピンロックを解消する。試料表面においては,空間反転対称性が破れているため,二つのスピンは試料表面に対して非対称に傾き,面直方向に有限な局所超微細場を作る。この,印加磁場に対して垂直方向へ局所場が発生する,という非自明な現象を,ミュオン回転・緩和によって検出する。昨年度、Bi1.5Sb0.5TeSe2薄膜試料を作製し、PSIの低速μSR施設において磁場印加実験を行った。その結果、1)横磁場に対するアシンメトリー振動振幅に、異常な入射ミュオンスピン方向依存性が見られた。2)緩和の初期部分(τ<0.5μs)に、極めて速い緩和が見られ、表面伝導層由来のコリンハ機構による可能性が指摘された。一方、これらを確認するための追実験(今年度、実施予定)の必要性も明らかになった。さらにμSRを活用した、本領域関連のテーマとして、量子スピン系の研究を行った成果を国際会議で発表した。

初年度研究計画における目標であった、低速μSRによる測定は予定通り進行し、次年度の追実験ビームタイムも確保し、また、比較実験のための、バルク試料の準備やバルクμSRのビームタイム確保も準備済であるので、順調な進展があるとみなして良いと考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。まず、前年度のPSI実験の結果を、追実験によって確認することが最も重要な方策である。次に、バルクμSRによってバルクと表面の違いを確認することが二番目に重要な点である。以上二点は、試料・ビームタイム共に準備が整い、実施を待つのみである。さらに、二番目の研究目的であった、不純物効果を調べるための試料作成と、NMRを用いたスピンロック検出にチャレンジして行きたいと考えている。前者は既に試料を準備開始している。また、μSRを活用した本領域関連のテーマとして量子スピン磁性体の研究(強磁場プラトーのμSRによる直接観察)も並行して行いたいと考える。
三次元多様体の位相不変量とデデキント和

近年、研究代表者は、一般デデキント和と保型形式の関係を研究してきた。それはこの両者が、多様体の位相不変量の研究に、深く結び付いていると考えるからである。一般デデキント和、保型形式および周期多項式の三者の基本的関係について、1998年論文“Modular forms,generalized Dedekind symbolsandperiod polynomials"により明らかにした。次にこの枠組みにおいて、もっとも典型的な保型形式であるアイゼンシュタイン級数が、いかなる一般デデキント和に対応するかを調べた。その結果、それはApostolの一般デデキント和に本質的に一致することが解り、論文“Generalized Dedekind symbols associated with the Eisenstein series"にまとめた。近日出版される予定である。また、周期多項式の具体的な形は論文“The space of period polynomials"にまとめ発表した。これらの多項式は、ベルヌーイ多項式の言葉で表せることが解り、興味深いものと思われる。ごく最近、保型形式をある意味で含む、広い概念であるヤコビ形式や、捩れ保型形式に対しても、一般デデキント和が対応することがわかり、2つの論文にもとめた。“Dedekind symbols associated with Jacobi formsand theirreciprocity law "および"Twisted generalized Dedekind symbols"である。これらは、現在preprintの段階である。研究代表者は、多様体の位相不変量を研究する立場から、一般デデキント和と保型形式を考察してきたが、この両者の基本的関係を明らかにする論文を完成させ、今年度中に出版することができた。“Modular forms,generalized Dedekind symbolsandperiod polynomials"がそれである。この論文は、多項式で相互法則が記述できるような一般デデキント和の構造を明らかにしており、このような一般デデキント和はすべて保型形式のある積分から得られることを示している。また、相互法則に現れる多項式の特徴付けも与えている。実際、多項式は周期多項式と呼ばれる一群の多項式と本質的に一致するものであった。多項式の具体的な形はやはり今年度出版の論文“The space of period polynomials"で調べられており、ベルヌ-イ多項式の言葉で表せることが解った。以上、二つの論文で、保型形式、一般デデキント和および相互法則を記述する多項式の三者の関係が解明され、かつ相互法則に現れる多項式も明らかになったわけである。なをこれらの考察を進める途中で、副産物としてT.M.Apostolの一般デデキント和と呼ばれるものの相互法則の別証明、および保型形式に関するEichler-Shimuraの同型定理の別証明も得られた。今後の課題として、一般デデキント和をできる限り性質の知られた関数で具体的に表示すること、多様体の位相不変量としてどのような一般デデキント和が現れるかを調べることがあり、来年度も研究を継続していきたい。“Dedekind Symbols associated with Jacobi formsand their
中央海嶺および島弧火山系海底熱水鉱床の生成機構と探査手法に関する研究

研究期間内に複数回の海底熱水鉱床探査航海を実施し、まだ未確立の部分の多い海底熱水鉱床の探査手法の確立を目指し、同時に海底熱水鉱床の形成機構に関する研究を実施。海底熱水鉱床が形成される中央海嶺系(実験海域:インド洋)、島弧火山系(伊豆小笠原火山弧)の比較研究により研究を実施する。探査航海に使用する装置としては、有人潜水調査船「しんかい6500」、ROV(Remote Operated Vehicle :有索無人潜水艇)、海水化学現場分析装置を搭載した採水システム、潜水船等搭載型深海磁力計を使用し、深海探査を実施する。本研究期間中に、中央海嶺および島弧火山系のそれぞれにおいて新たな熱水鉱床を複数発見することを目指す。探査手法として(X)磁気探査手法と(Y)化学探査手法についての開発を行う。第二白嶺丸小笠原・沖縄海域航海(9月および10月に石油天然ガス・金属鉱物資源機構により実施)2航海に、岡村、浦、飯笹他が参加し、AUVを使用した熱水鉱床の精密マッピング、および海底試料サンプリングを行い、熱水鉱床を胚胎する地質構造の特徴抽出に関する研究を実施した。特に、AUV搭載深海三成分磁力計に関しては、沖縄トラフ伊是名海穴において熱水鉱床地域においては、おそらく世界初となるAUV深海探査による精密地磁気異常マップを作成することに成功した。本年度は、中央インド洋海嶺における潜水調査船「しんかい6500」を使用した熱水活動域探査航海計画を海洋研究開発機構に申請し、本年度後半に本申請が採択され、平成21年度に実施されることが決った。中央インド洋海嶺の調査海域がモーリシャス経済水域内であるため、玉木がモーリシャスに出張し、モーリシャス海洋研究所側と航海実施に係わる打ち合わせを行った。また12月には、米国地球物理学会で中央インド洋海嶺の地形、熱水噴出域探査の研究成果を玉木が発表した。島弧における熱水鉱床研究に関しては、明神礁海域の精密地形コンパイルを実施し、同海域のリフトの詳細構造を明らかにし、中新世の黒鉱を胚胎する東北日本北麓地域のリフト構造の比較研究を実施し、明神礁海域リフトと北麓地域のリフトが規模、地質構造において極めて類似した関係にあることを明らかにした。本研究成果は平成21年6月の資源地質学会で公表する予定である。また、本年度に申請した東京大学淡青丸による明神礁海域調査計画が採択されたので、平成21年度は平成20年度の同海域の精密地形、地質構造研究成果に基づき、新たな熱水鉱床発見を目指した航海を実施する予定である。明神礁海域においては、本年度の研究で過去30年間の浅発地震分布との関連を検討し、リフト内に地震活動の活発な地域を発見しており、この成果も航海計画に活用する。2009年10月に実施した潜水調査船「しんかい6500」による中央インド洋海嶺潜航調査(主席研究員:玉木)の結果、新たに2つの熱水噴出域を発見した。インド洋ではこれまでにまだ2つの熱水噴出域しか発見されていないので、新たな2つの熱水噴出域の発見は重要である。二つの熱水噴出域ともに、鉱床の発達規模は小さいが、本研究の主要課題の一つとする中央海嶺の熱水鉱床形成過程の研究には重要であり、両地域において金属硫化物の試料も採取し分析を実施中である。発見した両熱水噴出域は、多様な生物群集をともない、新種を含む多くの発見がなされた。2010年中にインパクト係数の大きい学術誌に短報を投稿の予定である。2009年7月および2010年3月に東京大学淡青丸により伊豆小笠原弧明神礁海域の調査航海を実施した。7月の航海は玉木が主席研究員を務め、岡村も乗船した。3月の航海は岡村が乗船し航海を実施した。その結果、カルデラ外に、複数の顕著な熱水活動の兆候の発見、カルデラ内に新たな熱水鉱床賦存の証拠を発見し、大きな成果を得た。また、同海域においてこれまでにない精度で、多数の火山岩試料採取を行い、火山岩の化学分析を行い、同海域のマグマ結晶分別作用を明らかにした結果、マグマ結晶分別作用と熱水鉱床胚胎との関連に関する研究も進めることができた。前年度(2008年)に沖縄海域、明神礁海域で実施した、AUV(無人探査艇)に搭載した三成分磁力計により取得したデータを解析処理した結果、熱水鉱床胚胎域と地磁気異常強度低下域の顕著な相関を確認し、物理探査学会誌に結果を投稿した。また、沖野の実施した深海三成分磁力計の小型化への改修整備が完了した。

本深海三成分磁力計は、平成22年度に南西インド洋海嶺で沖野が主席を務める航海で、調査に使用する予定である。(1)H22年11-12月に、インド洋熱水系探査航海を実施した。AUV'r2D4'および深海曳航システムを利用した深海磁場探査(担当:沖野)、現場海水化学分析(担当:岡村)を行った。現場海水化学分析に関しては、CTD採水システムにオンラインで接続・搭載するシステムを開発したほか、pHセンサは新しくガラス電極を用いたものを導入した。その結果、Kairei熱水フィールド付近の熱水プルームの広がりや熱水系を支える海洋性地殻の磁化構造や発達過程が明らかになった。(2)H23年3月に、沖縄トラフにおけるAUV観測に参加し(担当:岡村)、現場海水化学分析を用いた探査を実施し改良したセンサの有効性を確認した。(3)H23年6月に(船の運航計画がH22年度途中で変更されたため、繰越手続きによりH23に実施)伊豆小笠原弧全域をカバーする熱水系探査航海を実施し、精密地形測量(担当:沖野学生)と熱水プルーム探査(担当:岡村)を行った。これまでまったく未探査であった南硫黄島などの島弧南端部をはじめて調査した。新たな熱水系発見につながるデータは得られなかったが、1000km以上に及ぶ伊豆・小笠原背弧域の高分解能の地形データが得られ、過去の熱水系探査資料とあわせて熱水鉱床胚胎域の地質学的特徴について研究を行った。(4)海底熱水鉱床探査に有効な海底近傍磁気探査に関し、積年の課題であった短波長成分を保存する解析手法を新たに開発し、実際のデータに適用してその有効性を確認した。その成果は国際誌に公表した。