地震地すべりとそれに伴う地すべりダムの発生危険度評価手法の開発

本研究は，大規模地震時に甚大な被害をもたらす地すべりやそれに伴う地すべりダム（天然ダムや河道閉塞とも呼ばれる）の発生について，過去の発生事例から発生場の地形・地質・地震特性を分析し，広域からこれらの発生危険度の高い斜面を抽出する手法の開発を目指したものである。特に，堆積岩地域において大規模な地震地すべりが層理面に沿って移動するメカニズムに着目し， 1/25,000地形図や 1/50,000地質図をベースとした広域に一定の精度で得られる地形・地質情報による地震地すべりの発生予測が事前にどの程度可能であったかを検討し，これらの危険度を評価する手法について考察した。 地震地すべりを誘発した過去の地震事例の分析から，地震地すべりの主要な運動形態は発生場の地形・地質特性を反映していることが明らかになった。すなわち，これらは①第三紀－第四紀更新世の堆積岩地域の層理面に沿った並進すべりや完落型すべり，②第四紀の火山噴出物や花崗岩のマサ化した未固結な堆積物による完落型すべりや流動性すべり，③先第三系の変成岩における堆積岩地域における完落型すべりや岩盤崩落，④火山岩分布域の浅層すべりに分類される。このうち，被害がより大きくなる大規模な地震地すべりの発生する典型的なパターンの一つとして，堆積岩地域における層理面に沿った地震地すべりが挙げられる。特に，内陸で発生する直下型地震においては震源付近で多くの地すべりが発生するため，一つの流域に複数の地すべりダムが形成されるなど深刻な被害をもたらすことが多い。本研究で検討した手法は，このような地域における効率的な防災計画の立案などに寄与することを意図している。ここでは第三系堆積岩地域における地震地すべりの典型事例として， 2004年新潟県中越地震時に発生した地すべりおよび地すべりダムを分析対象とした。 広域における複数の斜面の中から斜面変動の発生危険度が高い斜面を抽出しようとする試みは 1960年代ごろから行われており，これらは既存の崩壊実績を目的変数とした統計的・経験的な解析手法を用いる方法と，斜面の安全率を求める極限平衡法などの力学的な手法を広域に拡張した方法とに大きく分けられる。層理面や地質構造に関する要因を考慮した危険度評価手法はいくつかの研究事例においてみられるが，目的とする現象が層理面に沿った大規模地すべりを特に意識したものではないため，これらの要因があまり重視されない結果となっている。 本研究では，個別の斜面ごとに「斜面の傾斜方向における地層の見かけの傾斜角度（γ）」を求める手法を提案し，この値と地震応答解析から求められる斜面に生じる最大せん断応力，および実際に発生した地震地すべりの規模との関係を分析した。結果として， 104m2以上の面積を持つ大規模な地震地すべりの発生が，①γ≦ 40°の流れ盤斜面，および② 40kN/m2以上のせん断応力が生じる斜面に集中する傾向を示した。これらの指標を基に広域における斜面の危険度評価を実施し，両方の指標に該当する危険度 Aの斜面（全体の 29%）は，大規模な地震地すべりの発生率が最も高く， 3×104m2クラス以上の特に大規模な地すべりも起こりうる斜面とした。また，どちらかの指標に該当する危険度 Bの斜面（全体の 53％）は， Aほど発生率は高くないものの大規模な地震地すべり発生の可能性がある斜面とした。どちらの指標にも該当しない危険度 Cの斜面（全体の 18％）は，大規模な地震地すべりの危険性がほとんど無い斜面と評価された。 さらに，地震による地すべりダムの発生危険度が高い斜面を抽出することを目的とした地形解析を実施し，中越地震時に地すべりダムが形成された斜面の地形的特徴を分析した。その結果，大規模な地すべりダム（湛水面積が 104m2以上のもの）は，①狭窄度の指標としての元地形の地上開度が 65°以下，かつ②上流に 106m2以上の集水面積を持つ谷において，③移動土塊の面積が 104m2以上の地すべりが発生した場合に形成されていることが明らかになった。大規模な地すべりダムの発生危険箇所抽出を目的とする場合，これらの指標によって地震地すべりの発生危険度 Aの斜面を解析対象全体の 6%（90/1,421箇所）に，危険度 Bの斜面を含めても全体の 14%（196/1,421箇所）にまで絞り込むことが出来ることを示した。 今後の課題としては，今回対象とした地震地すべりとは異なるタイプの地震地すべりに関する危険度評価手法の確立，過去に地震地すべりが発生した事例に関する資料が少ない地形・地質条件（変成岩や石灰岩地域など）における研究の進展，中越地震以外の堆積岩地域における地震事例に対する本手法の適用・検証，斜面末端部の被浸食性を考慮した指標の導入，および様々な要因が複雑に関係していると考えられる地震地すべり発生メカニズムの解明の重要性を指摘した。学位記番号：工博乙11

Geo-ecological Rehabilitation Process of the Intensive Damaged Mangrove Forest in Can Gio District, Vietnam

Joint Research on Environmental Science and Technology for the Eart

Geo-ecological Rehabilitation of the Mangrove Forest in Can Gio district, Vietnam

Joint Research on Environmental Science and Technology for the Eart

Special Relativistic Magnetohydrodynamic Simulation of Two-Component Outflow Powered by Magnetic Explosion on Compact Stars

The nonlinear dynamics of outflows driven by magnetic explosion on the surface of a compact star is investigated through special relativistic magnetohydrodynamic simulations. We adopt, as the initial equilibrium state, a spherical stellar object embedded in hydrostatic plasma which has a density $\rho(r) \propto r^{- \alpha}$ and is threaded by a dipole magnetic field. The injection of magnetic energy at the surface of compact star breaks the equilibrium and triggers a two-component outflow. At the early evolutionary stage, the magnetic pressure increases rapidly around the stellar surface, initiating a magnetically driven outflow. A strong forward shock driven outflow is then excited. The expansion velocity of the magnetically driven outflow is characterized by the Alfv\'en velocity on the stellar surface, and follows a simple scaling relation $v_{\rm mag} \propto {v_{\rm A}}^{1/2}$. When the initial density profile declines steeply with radius, the strong shock is accelerated self-similarly to relativistic velocity ahead of the magnetically driven component. We find that it evolves according to a self-similar relation $\Gamma_{\rm sh} \propto r_{\rm sh}$, where $\Gamma_{\rm sh}$ is the Lorentz factor of the plasma measured at the shock surface $r_{\rm sh}$. Purely hydrodynamic process would be responsible for the acceleration mechanism of the shock driven outflow. Our two-component outflow model, which is the natural outcome of the magnetic explosion, can provide a better understanding of the magnetic active phenomena on various magnetized compact stars.Comment: Accepted for publication in ApJ. 15 pages, 2 tables, 17 figure

D-Glucosamine Conjugation Accelerates the Labeling Efficiency of Quantum Dots in Osteoblastic Cells

Quantum dots (QDs) are useful imaging tools in the medical and biological fields due to their optical properties, such as a high fluorescence intensity, remarkable resistance to photobleaching, broad absorption spectra, and narrow emission spectra. This is the first study to investigate the uptake of carboxylated QDs conjugated with D-glucosamine (core size: approximately 3 nm, final modified size: 20-30 nm) into cultured osteoblastic cells. The QDs attached to the cell surface and were transported into the cytoplasm within approximately three hours of culture, whose process was clearly demonstrated using specific fluorescent staining of the cell membrane. Although the intranuclear distribution was not observed, a dramatic decrease in the transfer of quantum dots into the cytoplasm was recognized after approximately seven days of culture. Other interesting phenomena include the escape of the quantum dots from lysosomes in the cytoplasm, as confirmed by the merging of both QD fluorescence and specific fluorescent staining of lysosomes in the cytoplasm. These findings suggest that D-glucosamine conjugation enhances proton absorption in acid organelles and promotes the lysosomal escape of QDs