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[SVC47-02] 先行する地盤膨張に基づく桜島昭和火口爆発の発生時刻及び規模の確率的予測
キーワード：ブルカノ式噴火、先行膨張、確率的予測
１．はじめに 桜島の昭和火口では 2009 年以降，ブルカノ式噴 火が多発している．ブルカノ式噴火に先行して， 有村観測坑道（火口から 2.1 ㎞）においては，傾 斜計の火口側隆起の変化は顕著ではないが，伸縮 計の火口と直交方向において伸張，火口方向にお いて収縮のひずみ変化が検出される．これは，火 口直下 1.5 ㎞以浅の力源の膨張によるものである． 2009 年から 2014 年までに 4953 回のブルカノ式噴 火が発生したが，地盤変動を検出できたのは 4422 回であり，89%の爆発について，その前兆的な変動 を検出できている．本研究では，先行する膨張時間 と規模の頻度分布を調べた． ２．先行膨張時間 爆発に先行する伸縮計の変化の継続時間は 2 分 から最長 1874 分（約 29 時間）の範囲にある．最 長の継続時間を示したのは，2009 年 4 月 9 日 15 時 29 分の昭和火口の爆発，次いで，2012 年 7 月 24 日 19 時 15 分の南岳の爆発に先行する 1313 分 （約 21 時間）である．12 時間を超える膨張を継 続した後，爆発した例は 14 回ある．先行膨張時間 の 10 分毎の頻度分布を調べたところ，最も頻度が 高いのは 20 分～30 分であり，598 回の爆発が発生 した．膨張時間が長くなると頻度はゆるやかに減 少する．頻度分布の右裾が広がる典型的な対数正 規分布を示す．膨張開始から 30 分以内に爆発が発 生するのは 31%であり，50 分以内では 51%，さら に 150 分以内では 90%となる．膨張開始直後では 100 分以内に爆発が発生する確率は 78%であるが， 膨張開始から 50 分が経過した時点では，その後 100 分以内に発生する確率は 83%と高まる．対数正 規分布を確率関数として，発生時刻を確率的に予 測することが可能である． ３．先行膨張量 火口と直交方向の伸縮計により観測されたひず み変化量の頻度分布は 5～10 ナノストレインの量 のものが最も多い．変化量が大きくなるに従って 減少し，対数正規分布を示す．最も大きかったの は 2009 年 4月 9 日の昭和火口の爆発に先行する膨 張イベントであり，96 ナノストレインに達した． ４．平均膨張率 膨張時間が長いほど，膨張量は大きくなる正の 相関が認められる．先行時間で割った平均膨張率 には上限があり， 0.7 ナノストレイン/分と見積 もられる．平均膨張率も対数正規分布を示し，対 数平均は 0.17 ナノストレイン/分である． ５．爆発に先行する膨張変動量と爆発に伴う収縮変 動量の関係 膨張量と収縮量の比の対数（Z）は平均値を-0.1 とする対数正規分布を示す．Z が-0.3～0.3 となる ものが 68%を占め，この範囲にあるものは 0.5 倍 から 2 倍の誤差で，先行膨張量から爆発に伴う収 縮量を予測することが可能である．