CSEM | 石須慶一

火山地域における人工信号源電磁探査 (Ishizu et al., 2025, GJI)

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 +0000

Ishizu, K. et al. (2025). Controlled-source electromagnetic survey in a volcanic area: relationship between stacking time and signal-to-noise ratio and comparison with magnetotelluric data. Geophysical Journal International, 240(2), 1107-1121.

ポイント1：電磁アクロスによりS/N比の大幅な向上を達成

ポイント2：従来法のMT探査では検出できなかった蒸気層電磁アクロスで発見

従来、火山体などの構造調査やモニタリングには自然電磁場信号を用いるmagnetotelluric（MT）法が主に用いられていましたが、信号源の不安定性と人工ノイズの混入によりS/N比(シグナル/ノイズ)が低下し、その適用に限界がありました。

本論文では、電磁アクロス法という高精度な人工制御信号源を用い長時間計測することによって、S/N比の大幅な向上が可能なことを示しました。この結果は、これまでノイズレベルのためMT法では調査が難しかった地域でも高いS/N比の電磁探査データが取得できることを示唆しました。

加えて、MT法では、水平方向の電場が卓越するため、薄い高比抵抗の検出が困難でしたが、人工信号源を用いることによって鉛直方向の電流を励起できます。このことによって、水蒸気噴火の原因となる蒸気層（薄い高比抵抗体）を検出することが可能となりました。本研究は、電磁気探査に新しい観測方法を提案し研究分野にブレークスルーをもたらしました。

埋没熱水鉱床の3D地下分布情報の取得に成功 (Ishizu et al., 2024, Geophysics)

Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 +0000

Ishizu, K. Kasaya, T., Goto, T. N., Koike, K., Siripunvaraporn, W., Iwamoto, H., … & Ishibashi, J. I. (2024). A marine controlled-source electromagnetic application using towed and seafloor-based receivers capable of mapping seafloor and embedded massive sulfides. Geophysics, 89(3), E87-E99.

ポイント1：埋没熱水鉱床の3D地下分布情報の取得に成功

従来、深海金属鉱床探査における電磁探査法では、調査船からケーブルを曳航し、ケーブルに送信電流ダイポールと受信ダイポールを配置する方式が取られていました。この場合、海底面上の塊状の鉱床（海底熱水鉱床）をマッピングすることはできましたが、海底下に埋もれた異常体（埋没型熱水鉱床）は困難でした。本論文では、上記の曳航式のシステムに加えて、海底面に海底電場磁場受信機を複数配置することによって、海底下に埋もれた異常体（埋没型熱水鉱床）を同時に探査することができるシステムを開発し、その有効性を数値計算および実データによって実証しました。埋没型熱水鉱床が資源として大いに期待されているにも関わらず、この鉱床タイプの探査方法が確立されていなかったため、この手法の開発は、深海金属鉱床探査にブレークスルーをもたらしました。将来的に本手法を様々な深海熱水鉱床域に適用することで、資源量の正しい評価に繋がる可能性があります。

海底熱水鉱床の3D地下分布情報の取得に成功 (Ishizu et al., 2022, Geophysics)

Sat, 01 Jan 2022 00:00:00 +0000

Ishizu, K. Siripunvaraporn, W., Goto, T. N., Koike, K., Kasaya, T., & Iwamoto, H. (2022). A cost-effective three-dimensional marine controlled-source electromagnetic survey: exploring seafloor massive sulfides. Geophysics, 87(4), 1-75.

ポイント1：海底熱水鉱床の3D地下分布情報の取得に成功

ポイント2 （最重要ポイント）：受信機を減らし調査コストを抑えつつも，海底熱水鉱床の3D地下分布情報を従来法と同等の性能で探査できる新たな3D海底電磁探査技術の提案

海底熱水鉱床の3D地下分布情報の推定には海底電磁探査法が有効です。しかし，既存の海底電磁探査法は海底熱水鉱床の3D地下分布情報を得るために，多数の受信機が必要で調査コストが高いという問題点がありました。そこで，本論文では受信機を減らし調査コストを抑えつつも，海底熱水鉱床の3D地下分布情報を従来法と同等の性能で探査できる新たな3D海底電磁探査技術を提案しました。提案手法は，非常にシンプルなのもので，調査測線の真ん中に一列の受信機ラインを設置するものです。論文ではまず仮想モデル・データを使用して提案手法の有効性を実証しました。提案手法を用いて沖縄トラフのイエヤマ熱水域を探査し，海底熱水鉱床の3D地下分布情報の推定しました。その結果，鉱床体と考えられる領域を推定することができました。

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