[A-HW24] 同位体水文学 2019

[AHW24-06] 阿蘇火山の火口湖「湯溜り」のマグネシウム収支から推定される湖底下熱水活動

*大沢 信二¹、齋藤 武士²、網田 和宏³ (1.京都大学大学院理学研究科附属地球熱学研究施設（別府）、2.信州大学学術研究院理学系、3.秋田大学大学院理工学研究科)

キーワード：阿蘇火山、火口湖、マグネシウム収支、酸性溶脱、湖底下熱水活動

阿蘇火山の中岳第一火口に形成される火口湖「湯溜り（ゆだまり）」は，湖水の表面流出は存在せず，高温で酸性が強く，塩化物イオン（Cl）やマグネシウムイオン（Mg）などの多量の溶存成分を含む．この様な水質は，湖水が湖底に噴出する火山ガスの影響を受けて形成されている．私たちは，湯溜りの同位体組成（δDとδ¹⁸O）の解析から，極端に酸性になった湖水が岩石成分を溶脱させる際にδ¹⁸Oの交換が起こり，水同位体組成に大きな変化が起こったことを見出した（昨年2018年の同セッションで発表）．この湖水が極端に酸性となった期間には，湖の体積や水収支が詳しく求められており（齋藤ほか，2008），そこに報告されている水文パラメータ等を含めて湖水のMg収支の計算を行ったところ，１日あたり5～10トンという多量のMgが岩石から湖水へ溶出していると結果が得られた．酸性溶脱を受ける元の岩石の化学組成と密度をある値に仮定して，そのMg溶脱量を岩石の体積に換算すると50～200立方メートルとなり，これは１辺が3～6mの立方体の岩石がわずか１日で完全に変質するという驚くべき現象である．このような膨大な量の岩石成分の溶出は，湖底表面だけでの溶脱反応では到底追いつかず，湖水が循環して連続的に岩石と反応するシステム，例えば，湯溜りと同様な活動的火口湖（active crater lake）と呼ばれる高温強酸性火口湖の湖底下にしばしば想定されるような湖水が循環する熱水系の存在を強く支持する．