[S-VC28] 火山の熱水系

[SVC28-08] 箱根山における火山ガス組成の時間変化

*大場 武¹、谷口 無我²、沼波 望³、豊島 誠也³ (1.東海大学理学部化学科、2.気象研究所、3.東海大学総合理工学研究科)

キーワード：火山ガス、噴気、箱根山

序）　水蒸気噴火は熱水溜りの圧力増加による地殻の破壊現象であり、噴火の前兆は熱水溜りの状態変化として現れる可能性がある。熱水溜りに存在している気相はその一部が火山ガス（噴気）として地表に噴出している。箱根山では2015年の水蒸気噴火の2ヶ月前から噴気の化学組成に変化が現われた。噴気の観測は水蒸気噴火の前兆把握に寄与すると考えられる。箱根山では2015年の水蒸気噴火以降、2019年に火山性地震が多発し、噴火警戒レベルが２に引き上げられた。本研究では、箱根山で噴出している火山ガスに着目し、化学組成に見られる時間変化について考察する。
火山ガスの採取・分析）　箱根山の大涌谷地熱地帯にある噴気孔n、cおよび大涌谷の北方約700mに位置する上湯場地熱地帯にある噴気孔sで火山ガス（噴気）を毎月１回の頻度で繰り返し採取・分析した。噴気孔nとsでは、2013年から観測を開始した。噴気孔cでは2019年から観測を開始した。採取した噴気の分析には、湿式分析とガスクロマトグラフを用いた。
結果・考察）　三か所の噴気孔（n，s，c）の中で噴気ｃにはSO2が比較的高濃度で含まれ，隣接する500m深度のボーリング孔から放出されるガスと化学組成が類似している。噴気ｃの化学組成は、およそ500mの地下における火山ガスの組成を代表していると考えられる。また噴気ｃの化学組成変化は噴気ｎやｓに比べて，地震回数変動との相関が高い。2021年7月から8月にかけて，噴気cのHe/CH4比は急激に増加し、その後、2023年4月までの期間、緩やかな減少傾向が継続した。2023年4月から5月にかけて、再びHe/CH4比は急激に増加し、2024年1月まで高い値を維持している。2021年7月から2023年4月までは、1年9カ月が経過しており、約２年周期で活動が活発化するというこれまでの経験則に合致している。He/CH4比が上昇する前の３カ月（2023年1月から4月）を期間１，He/CH4比が上昇した後の３カ月（2023年5月から8月）を期間２とする。期間１、２におけるLog(He/CH4)の平均値は、それぞれ、-1.5と-0.5であった。つまり、期間１，２を通してHe/CH4比は10倍に上昇した。期間１、２におけるLog(He/H2O)の平均値は、それぞれ、-7.5と-7.6であった。つまり、期間１，２を通してHe/H2O比は殆ど変化していない。期間１、２におけるLog(CH4/H2O)の平均値は、それぞれ、-6.0と-7.1であった。つまり、期間１，２を通してCH4/H2O比は10分の1に減少した。2023年4月から5月にかけて起きたHe/CH4比が上昇は、CH4/H2O比の低下が原因であると言える。CH4は熱水系あるいは地殻に由来する成分であり、マグマ起源の流体には殆ど含まれない。噴気孔cのガスが胚胎するおよそ地下500ｍの領域には周囲の領域からCH4が流入すると考えられる。そのCH4の流入量の増減が噴気CのHe/CH4比を制御していると考えられる。