[S-VC35] 次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト

[SVC35-P07] 次世代火山PJ：課題C「火山噴火の予測技術の開発」サブC-1「火山噴出物分析による噴火事象分岐予測手法の開発」の紹介

*安田 敦¹ (1.東京大学地震研究所)

キーワード：予測手法、噴火、マグマ

本課題では、「噴火事象」がどのような推移をたどるかを「予測」する手法の開発を目指し、火山噴出物の解析を実施しています。火山体の地下で何らかの異常が観測された際に、それが実際の火山噴火に到るのか、それとも噴火未遂で終わるのか。あるいは、噴火は穏やかな溶岩流噴火として開始するのか、それとも火砕物を広範囲に飛散させる爆発的噴火で始まるのか。噴火は短期で収束するのか、それとも長期間にわたって継続するのか。こうした判断をおこなうことが「噴火事象分岐予測」です。ひとたび噴火の発生を予想させるような事象が観測された際に、その後の噴火推移について様々な判断を迅速におこなえるように，物質科学的データを集めていつでも使えるように情報を整理することが、本課題の主目的です。
　火山噴出物を解析して得られるデータは多種多様です。私たちは事業期間内に11座の火山についての最近の火山噴出物分析を通じて、噴火事象予測に重要と思われる要素の検討をおこなってきました。その結果、以下のようなことが明らかになってきました。第一は、噴火が爆発的か非爆発的かを決める主要な要素はマグマの組成（とりわけ含水量）とマグマの温度、および、マグマの噴出量ということです。二番目は、噴火の推移の推定には噴火直前にマグマがどのような状態や場にあったかということが非常に重要であるということです。例えば、大規模な噴火が発生する前には、通常のマグマ溜まりよりも浅い場所にマグマの蓄積が起きていたような事例が見つかっています。さらに、深部からのマグマの供給によって浅部マグマ溜まりが流動化して噴火発生に至った事例がいくつもの火山で確認されています。すなわち、噴火前の浅部マグマ溜まりの状態、とりわけ温度や結晶量の違いや、深部マグマの混合量よって、噴火様式が変わるということです。これらの知見は、過去の噴火事例や噴出物を丹念に調べるとともに、リアルタイムで深部のマグマの状態を知ることが、噴火様式や噴火推移の予測には必須なことを示しています。
　したがって、有効な噴火の推移予測には、ひとたび噴火が発生した際には噴出物を迅速に解析して、噴火に関与したマグマの特徴や、火道などマグマの移動経路の状態を把握することが欠かせません。その際には、大量のデータを迅速に処理できることと、得られるデータが定量性を持つことの２点に留意する必要があります。そこで、そうした目的のための、噴出物の解析手法や、分析システムの開発にも取り組んでいます。
　プロジェクトの最終段階に入った現在では、過去の噴火噴出物から得られる情報を整理して噴火プロセスを類型化するとともに、単純化したマグマ供給系モデルを作成し、そのモデルに基づく噴火事象分岐予測の仕組みを検討しています。そこでは、まず初期モデルとして、マグマ供給系で発生するさまざまな出来事の発生場所やタイミングを物質科学に基づいて予測します。次に、実際に、噴火に関連する事象が発生した際には、観測結果とモデルの予測値の照合を行い、物質研究からの予測値の評価と噴火モデルの修正をおこないます。こうして得られた予測値をシミュレーションや過去の噴火事例から推測される諸量と組み合わせることによって、最終的には噴火の様式や推移の予測につなげようという計画です。