230 た(Doi et al., 2013).その 際 に, 昭 和 基 地 内 に 2 点,ラングホブデに 5 点, 計 7 点 の 重 力 基 準 点 を 新 たに 設 置 した. 本 稿 では, 新 設 した 7 点 の 重 力 基 準 点 について 詳 細 を 記 載 する. 2. 新 設

Transcription

1 報 告 Report 第 53 次 日 本 南 極 地 域 観 測 隊 で 新 設 した 重 力 基 準 点 1, , 2 New gravity reference sites established during JARE-53 Koichiro Doi 1, 2*, Toshihiro Higashi 3, Hideaki Hayakawa 1, Takahito Kazama 4, Shingo Osono 5 and Yuichi Aoyama 1, 2 (2014 年 10 月 24 日 受 付 ;2015 年 6 月 9 日 受 理 ) Abstract: Absolute and relative gravity measurements were carried out at International Absolute Gravity Basement Network (IAGBN (A)) site #0417 at Syowa Station and at outcrops at Langhovde during the summer operation of the 53rd Japanese Antarctic Research Expedition (JARE-53). Two new gravity reference sites were established at Syowa Station and five at Langhovde. We present detailed data for the new sites, including location coordinates and gravity values. : 第 53 次 日 本 南 極 地 域 観 測 隊 では, 昭 和 基 地 の 国 際 絶 対 重 力 基 準 点 (IAGBN(A) 点 )およびラングホブデの 露 岩 で 絶 対 重 力 測 定 と 相 対 重 力 測 定 を 行 っ た.これに 伴 い, 昭 和 基 地 に 2 点,ラングホブデに 5 点 の 重 力 基 準 点 を 新 たに 設 置 した. 本 稿 では, 新 設 した 各 重 力 基 準 点 の 位 置 および 重 力 値 を 含 む 詳 細 情 報 を 記 載 する. 1. は じ め に 東 南 極 の 重 力 場 の 精 密 決 定 および 氷 床 変 動 や 海 洋 変 動 などの 現 在 の 周 辺 環 境 変 動 や GIA (Glacial Isostatic Adjustment)に 伴 う 重 力 変 化 を 検 出 することを 目 的 として, 第 53 次 日 本 南 極 地 域 観 測 隊 (The 53rd Japanese Antarctic Research Expedition: 以 下 JARE-53 と 略 記 )では, 昭 和 基 地 およびラングホブデにおいて, 絶 対 重 力 測 定, 相 対 重 力 測 定,GPS 測 定 を 実 施 し 1 情 報 システム 研 究 機 構 国 立 極 地 研 究 所.National Institute of Polar Research, Research Organization of Information and Systems, Midori-cho 10 3, Tachikawa, Tokyo 総 合 研 究 大 学 院 大 学 複 合 科 学 研 究 科 極 域 科 学 専 攻.Department of Polar Science, School of Multidisciplinary Science, SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies), Midori-cho 10 3, Tachikawa, Tokyo 合 同 会 社 テラグラブ.TerraGrav LLC., Momoyama Minami Oshima-cho 1 31, Fushimi-ku, Kyoto 京 都 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科.Graduate School of Science, Kyoto University, Kitashirakawa Oiwake-cho, Sakyo-ku, Kyoto 測 位 衛 星 技 術 株 式 会 社.GNSS Technologies Inc., 4th Floor Matsuki Bidg Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo * Corresponding author. [email protected] 南 極 資 料,Vol. 59,No. 2, ,2015 Nankyoku Shiryo^(Antarctic Record), Vol. 59, No. 2, , 2015 C 2015 National Institute of Polar Research

2 230 た(Doi et al., 2013).その 際 に, 昭 和 基 地 内 に 2 点,ラングホブデに 5 点, 計 7 点 の 重 力 基 準 点 を 新 たに 設 置 した. 本 稿 では, 新 設 した 7 点 の 重 力 基 準 点 について 詳 細 を 記 載 する. 2. 新 設 重 力 基 準 点 詳 細 2.1. 図 1(a)に 昭 和 基 地 内 に 新 設 した 重 力 基 準 点 の 位 置 および JARE-6 で 設 置 された 最 初 の 重 力 基 準 点 (Harada et al., 1963)の 位 置 を, 図 1(b)にラングホブデに 新 設 した 重 力 基 準 点 の 位 置 を 示 す.なお, 図 1 中 の JARE-6 重 力 基 準 点 の 位 置 はハンディ GPS で 測 定 したものを 用 いている ⑴ AGS 年 2 月 17 日 に IAGBN(A)( 重 力 値 : mgal)( 東 ほか,2013)を 基 準 にし て,LaCoste&Romberg 重 力 計 G-805 を 用 いて 相 対 測 定 を 行 った. 標 高 は 計 測 した 楕 円 体 高 から EGM2008 により 求 めたモデルジオイド 高 を 差 し 引 いて 求 めた.この 重 力 基 準 点 は, 管 理 棟 近 傍 の 岩 盤 に 設 置 してあり,A10 絶 対 重 力 計 による 測 定 が 可 能 である. 今 後, 越 冬 期 間 中 の 野 外 重 力 測 定 の 基 準 点 として 活 用 できる. ⑵ HPB-T 年 2 月 15 日 に IAGBN(A)( 重 力 値 : mgal)を 基 準 にして, 相 対 測 定 を 実 施 した.この 重 力 基 準 点 は,B へリポートの 端 に 設 置 してあり, 夏 期 間 において,ヘリ 使 用 による 野 外 ( 沿 岸 露 岩 域 ) 重 力 測 定 時 に 用 いられた. 表 1 に 各 重 力 点 に 関 して 記 載 した 内 容 を 示 す.また, 表 2 に 各 重 力 点 の 詳 細 を 示 す. 図 2(a),( b)に 重 力 基 準 点 AGS03 および 周 囲 の 様 子 を 示 す. 図 3(a),( b)に 重 力 基 準 点 HPB-T1 および 周 囲 の 様 子 を 示 す ⑴ AGS 年 2 月 3 日 に 絶 対 重 力 測 定 を 行 った(Kazama et al., 2013). 器 械 高 を 補 正 するために 使 用 した 重 力 鉛 直 勾 配 (dg/dz)の 値 は-3.42μgal/cm であり,これは LaCoste&Romberg 重 力 計 G-1110 を 用 いて 測 定 した. 標 高 は 計 測 した 楕 円 体 高 から EGM2008 によるモデルジオイド 高 を 差 し 引 いて 求 めた.AGS01 は, 雪 鳥 沢 小 屋 西 方 約 50 m に 設 置 してあり,ラングホフデ 周 辺 における 相 対 重 力 測 定 の 重 力 基 準 点 になるとともに, 重 力 の 経 年 変 化 の 検 出 に 用 いられる. 図 4(a),( b)に 重 力 基 準 点 AGS01 および 周 囲 の 様 子 を 示 す.

3 第 53 次日本南極地域観測隊で新設した重力基準点 231 Image 2015 DigitalGlobe Image 2015 DigitalGlobe 図 1 昭和基地の新設重力基準点 橙色の星印 ラングホブデの新設重力基準点 Fig. 1. (a) Newly established gravity reference sites at Syowa Station (orange stars), and (b) at Langhovde. ⑵ AGS 年 2 月 4 日にラングホブデ絶対重力測定点 AGS01 基準重力値 : mgal を基準として 相対測定を実施した 標高は計測した楕円体高から EGM2008 によるモデル

4 232 1 記 載 項 目 Table 1. Described items in the following tables. 2 昭 和 基 地 新 設 重 力 点 の 記 載 Table 2. Details description of the new gravity sites at Syowa Station. (a) (b) 2 ( a) 点 AGS03,( b) 周 囲 の 状 況 Fig. 2. (a) AGS03 site, and (b) surrounding conditions of the site.

5 第 53 次日本南極地域観測隊で新設した重力基準点 233 Fig. 3. 図 3 点 HPB-T1 周囲の状況 (a) HPB-T1 site, and (b) surrounding conditions of the site. Fig. 4. 図 4 A10 による絶対重力測定 点 AGS01 (a) Absolute gravity measurement using an absolute gravimeter A10, and (b) AGS01 site. ジオイド高を差し引いて求めた AGS02 は やつで沢を源流域に向かって登って行った平 頭山のふもとに位置しており 付近の氷床や氷河の消長に伴う重力変化の検出が期待される 図 5 に基準重力点 AGS02 と周囲の状況を示す ⑶ GS 年 2 月 4 日にラングホブデ絶対重力測定点 AGS01 基準重力値 : mgal を基準として 相対測定を実施した GS005 は AGS01 から AGS02 に至るやつで沢の経路上 に設置された 図 6 に設置金属標 GS005 と周囲の状況を示す ⑷ GS 年 2 月 4 日にラングホブデ絶対重力測定点 AGS01 基準重力値 : mgal

6 土井浩一郎ほか 234 Fig. 5. 図 5 点 AGS02 周囲の状況 (a) AGS02 site, and (b) surrounding conditions of the site. Fig. 6. 図 6 点 GS005 周囲の状況 (a) GS005 site, and (b) surrounding conditions of the site. を基準として 相対測定を実施した GS006 は AGS01 から AGS02 に至るやつで沢の経路上 に設置された 図 7 に設置金属標 GS006 と周囲の状況を示す ⑸ GS 年 2 月 4 日にラングホブデ絶対重力測定点 AGS01 基準重力値 : mgal を基準として 相対測定を実施した GS007 は AGS01 から AGS02 に至るやつで沢の経路上 に設置された 図 8 に設置金属標 GS007 と周囲の状況を示す 表 3 にラングホブデで新設した重力点の詳細を示す

7 第 53 次日本南極地域観測隊で新設した重力基準点 235 Fig. 7. 図 7 点 GS006 周囲の状況 (a) GS006 site, and (b) surrounding conditions of the site. Fig. 8. 図 8 点 GS007 周囲の状況 (a) GS007 site, and (b) surrounding conditions of the site. 3 ま と め JARE-53 において昭和基地 2 点 ラングホブデ 5 点 計 7 点の重力基準点を設置した 今 後 特にラングホブデの重力点については 重力値経年変化を調べるために繰り返し利用さ れることが予想されるため 座標位置 重力値 周囲の状況などの情報を 写真を交えて記 載した なお 本稿で掲載した点のうち HPB-T1 以外の点の標高は GPS 測定により得られた楕円 体高から EGM2008 モデルジオイド高を差し引いて求めている しかし 一部の点の楕円体 高は 同じデータを用いたにもかかわらず Kazama et al に記載された値と数十 cm の違いが生じている 再計算を行ったところ 原因は確定できないものの 解析に使用する ソフトウェアや設定パラメータの違いにより 結果に差が出ることがわかってきた ただ

8 236 3 ラングホブデ 新 設 重 力 点 の 記 載 Table 3. Details description of the new gravity sites at Langhovde.

9 どのソフトウェアを 使 い,どうパラメータを 設 定 するべきであるという 指 針 はないため,こ こでは, 解 析 に 使 用 したソフトウェアを 記 載 し,それを 使 って 得 られた 結 果 を 掲 載 すること にした.フリーエア 異 常 を 計 算 する 場 合 には 注 意 を 要 する.なお, 測 定 された 重 力 値 そのも のは,GPS 計 測 位 置 に 影 響 されない. 新 重 力 基 準 点 の 設 置 および 重 力 測 定 は JARE-53 の 夏 期 オペレーションで 実 施 された. 実 施 にあたり,JARE-53 だけでなく,JARE-52 の 隊 長 および 隊 員 にご 支 援 いただいた. 特 に, JARE-52 の 岩 波 俊 介 隊 員,JARE-53 太 田 晴 美 隊 員, 同 行 者 の 羽 入 朋 子 さんには 観 測 に 同 行 し お 手 伝 いいただいた.この 場 を 借 りて 厚 くお 礼 申 し 上 げる. なお,ジオイド 高 は,オンラインジオイド 計 算 サイト( cgi-bin/geoideval)において,egm2008 ジオイドモデルを 使 って 計 算 された 値 を 用 いた.ま た, 重 力 点 の 表 示 に Google Earth(v7.0.2; 用 いた. Doi, K., Hayakawa, H., Kazama, T., Higashi, T., Osono, S., Fukuda, Y., Nishijima, J., Aoyama, Y. and Ueda, J. (2013): Field measurements of absolute gravity in East Antarctica. Advances in Polar Science, 24, 藤 原 智 渡 邉 和 夫 (1992): 南 極 昭 和 基 地 における 絶 対 重 力 測 定. 国 土 地 理 院 時 報,76,1 6. Harada, Y., Kakinuma, S. and Murata, I. (1963): Pendulum Determination of the Gravity Differences between Tokyo, Mowbray and Syowa Base. Nankyoku Shiryô (Antarctic Record), 17, 東 敏 博 土 井 浩 一 郎 早 河 秀 章 風 間 卓 仁 太 田 晴 美 大 薗 伸 吾 羽 入 朋 子 岩 波 俊 介 青 山 雄 一 澁 谷 和 雄 福 田 洋 一 (2013): 南 極 昭 和 基 地 における 絶 対 重 力 計 FG5 による 重 力 測 定 と 重 力 経 年 変 化. 測 地 学 会 誌,59, Kazama, T., Hayakawa, H., Higashi, T., Ohsono, S., Iwanami, S., Hanyu, T., Ohta, H., Doi, K., Aoyama, Y., Fukuda, Y., Nishijima, J. and Shibuya, K. (2013): Gravity measurements with a portable absolute gravimeter A10 in Syowa Station and Langhovde, East Antarctica. Polar Science, 7, , doi: /j. polar

10 238 補 足 昭 和 基 地 におけるその 他 の 重 力 基 準 点 表 A-1 に 記 載 内 容 を 示 す.また, 表 A-2 に 既 設 の 重 力 点 の 詳 細 を 示 す. A-1 記 載 項 目 Table A-1. Described items in Table A-2. A-2 昭 和 基 地 内 の 重 要 な 重 力 点 の 記 載 Table A-2. Details description of important gravity sites at Syowa Station.

11 第 53 次日本南極地域観測隊で新設した重力基準点 図 A-1 IAGBN A 点における絶対重力測定 Fig. A-1. Absolute gravity measurement at the IAGBN (A) site at Syowa Station. 図 A-2 BM2316 点における相対重力測定 Fig. A-2. Relative gravity measurement at the BM2316 site in Syowa Station. 図 A-3 JARE-6 重力基準点 Fig. A-3. Gravity reference site established during JARE