[S-VC35] 次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト

[SVC35-P04] 次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト、課題B先端的な火山観測技術の開発、課題B-4火山内部構造・状態把握技術の開発

*大湊 隆雄¹ (1.東京大学地震研究所)

キーワード：機動的観測、電磁気探査、水蒸気噴火発生場

「次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト」（以下、火山ＰＪ）の一課題である「課題Ｂ　先端的な火山観測技術の開発」（以下、課題Ｂ）は、火山噴火の切迫性評価に対する要請に応えることを目指しており４つのサブテーマから成る。その中でサブテーマB４は主として地球物理学的な手法を駆使することにより、切迫性評価に資するデータ取得やデータ解析ツールの開発を進めている。
サブテーマB４では、近い将来噴火する可能性が高いと思われる火山や、噴火した際に大きな災害になる可能性の高い火山において機動的な多項目観測や電磁気構造探査を実施し、取得したデータの解析によって観測時点における火山活動度、及び火山直下での構造を明らかにすることを目的としている。具体的には、霧島山、箱根山、倶多楽、三宅島、草津白根山、蔵王山、有珠山、伊豆大島、富士山、新潟焼山などの約10火山を観測対象とし、それぞれの火山の特質を考慮しつつ毎年２火山について約２年間の機動的な観測または電磁気構造探査を実施している。
これまでに、上記10火山の内、富士山と新潟焼山を除く8火山において観測を実施しており、火山内部の状態を示す情報として、詳細な震源分布、地震活動、地震波速度構造、全磁力分布、磁化構造、地殻変動、電磁気構造探査による地下比抵抗３次元構造などが得られている。観測条件が異なるため、実施する観測項目は火山毎に異なっており、電磁気的観測が主体となる火山、地震観測が主体となる火山、地殻変動観測が重視される火山など様々である。また、2年間の機動的観測後も必要に応じて観測を継続し、噴火切迫性の評価に資する長期データの蓄積を行っている。これらの観測結果は、将来火山活動の変化が見られた時の切迫性評価の基準となる。
複数の火山において構造探査を実施し、結果を比較したことにより、噴火を発生する場としての共通点も見えてきた。例えば、水蒸気噴火主体の火山における構造を比較すると、深部から浅部に向かって、流体の移動を示唆する低周波地震発生域、岩石の部分溶融やマグマの存在を示唆する領域、熱水溜まりを示唆する領域が並んでいる。熱水溜まりの上端が脆性・塑性境界と見られ、その深さにおける温度圧力条件で析出するシリカなどの鉱物がシーリングゾーンを形成し熱水溜まりの上部をシーリングしていると考えられる。シーリングゾーンより浅部では脆性領域に入るためVT地震の活発な活動が見られる。更に浅部の地表付近では粘土鉱物であるスメクタイトが豊富なキャップロックを示唆する低比抵抗層が分布する。シーリングゾーンやキャップロックの直下には膨張源がしばしば観測され、深部から上昇した流体が上昇を阻まれ、その深度に蓄積することを示唆している。このような構造の下で発生する噴火は、流体蓄積による圧力上昇がキャップロックを破壊することによって発生すると考えられる。
　このような観測で得られたデータを即時的に解析するためのツールとして、地震計アレイデータ解析システム、地下比抵抗・熱水流動解析システム、火山性地震活動総合解析システム、遠隔熱情報解析システム、地震波動場連続解析システムの開発を進めている。これらのツールは、個々の火山の特性や環境を無視した画一的な仕様では実用的なものとはならないため、色々な条件下（例えば、観測点の配置、観測点密度、地形）で実施する機動観測データの解析に使用することにより、より広く利用できるツールとすることを目指している。
サブテーマB４で得られたデータや解析結果は火山PJの課題Aで作成中のデータベースへ提供し、広く活用を図っている。また、機動的な観測や探査を実施する際には、火山研究人材育成コンソーシアムと連携をはかり、次世代の火山観測研究の担い手をポストドクターとして雇用する他、大学院博士課程の学生で機動観測とそのデータ解析に参加を希望する若手人材をリサーチアシスタントとして受け入れ、現場教育も併せて行うように努めている。