[S-VC31] 活動的火山

[SVC31-P14] 霧島・硫黄山西火口の噴気活動と電磁場長期観測

*田辺 暖柊¹、松島 健²、相澤 広記²、村松 弾³ (1.九州大学大学院理学府地球惑星科学専攻、2.九州大学大学院理学研究院付属・地震火山観測研究センター、3.東京大学地震研究所)

キーワード：噴気活動、電磁場、霧島

宮崎県の霧島・硫黄山西火口に形成された噴気孔では2021年12月から2022年4月下旬にかけて, 噴気噴出活動が生じた. 噴気は常に噴出しているのではなく, 降雨が生じると突然停止し, その3～5日後に噴出を再開する間欠的な活動である. この噴気活動は2022年4月下旬まで続いたが, それ以降は完全に活動を停止した. 私たちは, 2021年12月から2022年9月にかけて噴気孔近傍において電場・温度・映像による長期観測を行った（観測機器配置はFig. 1を参照）. なお, 電場観測は2か所で行った（Station 1, Station 2）. 今回の研究では, 観測した電場と西火口からおよそ600ｍの位置に設置しているMT連続観測点の磁場データを用いて, 地下の見かけ比抵抗・位相を計算し, 噴気活動との関係性について議論する. 特に, およそ10か月間の長期にわたる観測データから, 地下でのどのような変化が噴気活動及び火山活動の推移に影響しているのか明らかにすることが期待できる. 次に得られた観測データについて紹介する.
まず, 温度・映像観測から噴気活動の推移を記録できる. 温度データについては, 噴気の噴出が生じている期間はこの標高（1233ｍ）における沸点に相当する96℃付近を保ち, 噴気噴出が停止すると15～40℃まで急激に低下し, 3～5日後に再開する.また, 噴気活動は2021年12月から2022年4月下旬までは間欠的な活動を続けるが, それ以降は完全にみられなくなる. そして, 2か所で観測した電場の時系列データについては, 2021年12月から2022年３月にかけておよそ27時間の間隔で変動が生じていることが分かった. ただし, その変動はStation 1の方が顕著であった. また, この変動に伴い噴気温度も0.5℃程一時的に低下していることが分かった. この変動は, 地下の多孔質媒質中を冷たい地下水が噴気孔側に向かって移動することにより生じる流動電位の可能性がある（田辺他, 火山学会2022）. つまり, 噴気活動活発期には噴気孔周辺部の地下において地下水の移動が周期的に生じていると解釈できる.
そして, MT連続観測点の磁場と観測で得られた電場データから周波数応答関数を求めた. 今回は比抵抗が水平方向に一様で深さのみに依存する１次元構造を仮定し, Ssqインピーダンス（Rung-Arunwan et al., 2016）を求め, 一日ごとの見かけ比抵抗と位相の値を計算した. その結果, 8Hzと20Hzの周波数帯において, Station 1では2021年12月から2022年9月にかけて滑らかに高比抵抗化しており, 位相の値は滑らかに小さくなっていることが分かった. つまり, 噴気孔周辺浅部の地下構造が, 噴気活動が活発な時期（2021年12月から2022年4月下旬）は低比抵抗, 活動が静穏期（2021年4月下旬以降）は高比抵抗となっていることを示す結果である. Station２については, 見かけ比抵抗の値は変化するものの位相の変化はみられないため, 表層付近の観測点直下のスタティックシフトの影響を受けているとみられる.
観測データから, 噴気活動が静穏化するにつれて噴気孔周辺浅部の地下構造が高比抵抗化するという傾向がみられた. また, 地下水の周期的な移動も見られなくなる. 今後は, この変化の原因を考察するとともに, 年周変化の可能性がないか引き続き観測を継続し検証していく予定である.